เด็กไทยกับงานวิจัยบนเที่ยวบินไร้น้ำหนัก

โดย...วัชราภรณ์ สนทนา สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

เดี๋ยวนี้ไม่ต้องตีตั๋วยานอวกาศบินออกไปนอกโลก เราก็สัมผัสสภาวะไร้น้ำหนักที่คล้ายกับในอวกาศได้แล้ว เพราะหน่วยงานด้านอวกาศสามารถใช้เครื่องบินสมรรถนะสูงจำลองสภาวะไร้น้ำหนักช่วงเวลาสั้นๆ ขึ้นเองได้ เพื่อฝึกนักบินอวกาศให้ชินกับสภาวะไร้น้ำหนักก่อนบินขึ้นสู่อวกาศจริง หรือใช้ทดสอบอุปกรณ์ชุดทดลองที่จะส่งขึ้นไปยังสถานีอวกาศนานาชาติว่าทำงานได้หรือไม่ และที่พิเศษกว่านั้นคือ เยาวชนไทยได้มีโอกาสคิดค้นโครงงานวิจัยเพื่อนำไปร่วมทดลองบนเที่ยวบินไร้น้ำหนักนี้ด้วย ในโครงการ “The Student Zerogravity Flight Experiment Contest”

โครงการข้างต้น เกิดขึ้นภายใต้ความร่วมมือระหว่างองค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (Japan Aerospace Exploration Agency – JAXA) กับ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) มาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2549 โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนปลายหรือระดับอุดมศึกษาส่งโครงงานวิจัยในสภาวะไร้น้ำหนักเข้าประกวด เพื่อเฟ้นหาโครงการวิจัยที่ดีที่สุดเข้าร่วมทดลองในสภาวะไร้น้ำหนัก บนเครื่องบินที่ทำการบินแบบพาราโบลา ณ เมืองนาโกยา ประเทศญี่ปุ่น

 

ทีมเยาวชนที่ผ่านการคัดเลือกต้องออกแบบและสร้างชุดการทดลองเพื่อนำขึ้นทดลองบนเครื่องบินที่ทำการบินแบบพาราโบลา คือ โค้งขึ้นและลงเป็นรูปคลื่น เพื่อให้เกิดสภาวะไร้น้ำหนักประมาณ 20 วินาที จำนวน 10 รอบต่อวัน เป็นเวลา 2 วัน และใช้กล้องวิดีโอบันทึกผลการทดลองที่เกิดขึ้น เพื่อนำมาวิเคราะห์เปรียบเทียบกับผลการทดลองที่เกิดขึ้นบนผิวโลก ซึ่งผลการทดลองที่ได้ นอกจากจะเป็นประโยชน์ในการนำไปต่อยอดวิจัยบนสถานีอวกาศนานาชาติแล้ว การได้คิดค้นงานวิจัยทางด้านเทคโนโลยีอวกาศยังช่วยเพิ่มพูนศักยภาพของเยาวชนไทยอย่างมากด้วย

สำหรับตัวอย่างโครงงานวิจัยในสภาวะไร้น้ำหนักที่ผ่านการคัดเลือก มีดังนี้

สาหร่ายเคลื่อนที่เข้าหาแสงในสภาวะไร้น้ำหนักได้หรือไม่?

ผลงานของ 4 เยาวชน ได้แก่ นายอุเทศ อาชาทองสุข น.ส.วรรณิดา แซ่ตั้ง นายนรินธเดช เจริญสมบัติ และนายนพพล ทวีสุข ซึ่งในงานวิจัยต้องการดูว่าสาหร่าย Chlamydomonas reinhardtii เคลื่อนที่เข้าหาแสงเพื่อสังเคราะห์แสงได้เช่นเดียวกับบนพื้นโลกหรือไม่

 

การทดลองทำงานภายใต้กล้องจุลทรรศน์ โดยทีมเยาวชนไทยออกแบบให้สีพื้นแผ่นสไลด์ที่ใส่สาหร่ายเป็นสีแดงจากแสงแอลอีดี มีความยาวคลื่นประมาณ 600 นาโนเมตร ซึ่งเป็นสีที่สาหร่ายไม่ชอบ จากนั้นใช้แสงเลเซอร์สีน้ำเงิน ความยาวคลื่นประมาณ 450 นาโนเมตร ซึ่งเป็นช่วงคลื่นที่สาหร่ายใช้ในการสังเคราะห์แสงส่องลงไปเป็นจุดวงกลมบนสไลด์ เพื่อดึงดูดให้สาหร่ายเคลื่อนที่เข้ามาหา

ผลการทดลองพบว่า สาหร่ายเคลื่อนที่เข้าหาแสงได้ในสภาวะไร้น้ำหนัก ซึ่งไม่แน่ว่าในอนาคตอาจมีการนำสาหร่ายไปทดลองเลี้ยงเพื่อเป็นอาหารและใช้ผลิตไฮโดรเจนเพื่อเป็นเชื้อเพลิงบนสถานีอวกาศ

สาหร่ายลำเลียงอาหารอย่างไรในสภาวะไร้น้ำหนัก?

ผลงานนักศึกษา 4 คน ประกอบด้วย น.ส.ศรีสุดา โรจน์เสถียร นายสุทธิเกียรติ ช่างเรือนงาม นายปฐมพงษ์ เป้ามีพันธ์ และนายธนทรัพย์ ก้อนมณี โดยศึกษาการเคลื่อนที่ของคลอโรพลาสต์ หรือ กระบวนการไซโคลซิส (Cyclosis) ของสาหร่ายหางกระรอกในสภาวะไร้น้ำหนัก เพื่อดูว่าคลอโรพลาสต์จะเคลื่อนที่เพื่อลำเลียงสารอาหารที่ได้จากการสังเคราะห์แสงไปยังส่วนต่างๆ ภายในเซลล์เพื่อการเจริญเติบโตได้หรือไม่

 

ผลการทดลองพบว่า คลอโรพลาสต์เคลื่อนที่ไปยังส่วนต่างๆ ของเซลล์ได้ในสภาวะไร้น้ำหนัก จึงมีแนวโน้มที่พืชจะนำสารอาหารไปใช้เจริญเติบโตได้

นับเป็นการค้นพบข้อมูลพื้นฐานสำคัญสำหรับการปลูกพืชในอวกาศในอนาคต

ทั้งหมดนี้เป็นเพียงตัวอย่างการค้นหาองค์ความรู้ใหม่ๆ ในสภาวะไร้น้ำหนัก ซึ่งในอวกาศที่เวิ้งว้างกว้างใหญ่แห่งนี้ ยังคงมีปริศนาอีกมากมายที่รอการค้นหาคำตอบ โดยผลลัพธ์ที่ได้อาจไม่ใช่เพียงเพื่อนักบินอวกาศ แต่อาจหมายรวมถึงความอยู่รอดของมนุษย์ในวันข้างหน้าด้วย

สำหรับเยาวชนที่สนใจร่วมเป็นส่วนหนึ่งบนเที่ยวบินไร้น้ำหนักนี้ ติดตามรายละเอียดโครงการฯ ได้ที่ facebook.com/JaxaThailand หรือติดต่อทางอีเมล [email protected]