ศูนย์รวมความรู้

กระทรวงเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร

รายละเอียดแนวทางการพัฒนากิจการอวกาศ
ของประเทศไทย
 


หน่วยงานในสังกัดกระทรวงไอซีที












<< เชื่อมโยงเว็บไซต์ >>

  หน้าหลัก \ ศูนย์รวมความรู้

    ศูนย์รวมความรู้

โดย สมภพ ภูริวิกรัยพงศ์
คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร 51 ถนนเชื่อมสัมพันธ์ เขตหนองจอก กรุงเทพ 10530
โทร 02-988-3655, 02-988-3666 โทรสาร 02-988-4040 E-mail: [email protected]


ย้อนหลังกลับไปในวันที่ 2 สิงหาคม 1972 โดย ณ วันดังกล่าวได้เกิดจุดดับบนดวงอาทิตย์ที่มีขนาดใหญ่มากและเริ่มมีการปะทุใหญ่บนดวงอาทิตย์ระลอกแล้วระลอกเล่าเป็นเวลามากกว่าหนึ่งสัปดาห์ โดยการปะทุในครั้งนั้นได้ปลดปล่อยอนุภาคโปรตอนที่มีพลังงานสูง นับว่าเป็นเรื่องที่โชคดีเนื่องจากช่วงเวลาดังกล่าวเป็นรอยต่อระหว่างโครงการอพอลโล 16 และ อพอลโล 17 ทำให้นักบินอวกาศโครงการอพอลโลไม่ต้องเผชิญกับเหตุอันตรายที่ไม่ได้มีการเตรียมตัวล่วงหน้ามาก่อน

นักบินอวกาศโครงการอพอลโลกับการสำรวจดวงจันทร์
ที่มา: http://www.spaceweathercenter.org/living_with_a_star/04/04_03.html

การปะทุครั้งรุนแรงบนดวงอาทิตย์ในเดือนสิงหาคม 1972
ที่มา: http://www.space-travel.com/images/solar-flare-august-1972-bg.jpg

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยยังคงสงสัยว่า จะเกิดอะไรขึ้นถ้านักบินอวกาศกำลังปฏิบัติภารกิจบนดวงจันทร์ในห้วงเวลาดังกล่าว นอกจากนี้นาซาเองก็ต้องการที่จะทราบในประเด็นดังกล่าว เนื่องจากโครงการคอนสเทลเลชันที่เตรียมส่งนักบินอวกาศกลับไปเยือนดวงจันทร์ รวมไปถึงการตั้งฐานให้นักบินอวกาศอาศัยอยู่บนดวงจันทร์สำหรับการเดินทางไปยังดาวอังคารหรือดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในอนาคต ซึ่งพันธกิจเหล่านี้จะส่งผลให้นักบินอวกาศอยู่ในอวกาศเป็นระยะเวลาที่ยาวนานเป็นแรมเดือนถึงปี และที่สำคัญที่สุดนั้นจะเป็นเรื่องสถานที่ที่นักบินอวกาศจะต้องอาศัยอยู่นั้นเป็นบริเวณที่อยู่ภายนอกสนามแม่เหล็กโลกที่ช่วยป้องกันอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ได้ในระดับหนึ่ง ดังนั้นจึงเป็นประเด็นที่นาซาต้องการทราบเป็นอย่างมากเพื่อที่จะทำให้การสำรวจอวกาศมีความปลอดภัยจากพายุสุริยะ

สถานีอวกาศใกล้กับดวงจันทร์
ที่มา: http://bp2.blogger.com/_K5nUPK2WKas/R-5mmTJ5VkI/AAAAAAAAAAk/1El3FZajC7w/s1600-h/Space+wallpaper.jpg

สนามแม่เหล็กโลกช่วยป้องกันอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์
ที่มา: http://www.sunearthplan.net/media/tn_8436_interplanetary.jpg

เพื่อศึกษาและค้นหาคำตอบดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างพายุสุริยะจำลองบนโลกของเรา และทำการทดสอบผลกระทบกับมนุษย์เทียมที่ชื่อว่า Matroshka

มนุษย์เทียม Matroshka
ที่มา: http://science.nasa.gov/headlines/y2009/27may_phantomtorso.htm

ทั้งนี้มนุษย์เทียม Matroshka ของอีซา (องค์การอวกาศแห่งยุโรป) และ Fred ของนาซาได้ร่วมบินทดสอบบนกระสวยอวกาศและสถานีอวกาศนานาชาติ โดยได้แสดงให้เห็นว่าการแผ่รังสีในอวกาศ อาทิ รังสีคอสมิค ได้เจาะทะลุเข้าไปในร่างกายของมนุษย์ได้อย่างไร นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์แห่งห้องปฏิบัติการ Brookhaven National Laboratory ในนิวยอร์คได้ทดสอบยิงลำโปรตอนกับหุ่นทดสอบเพื่อเรียนรู้ว่านักบินอวกาศจะได้รับผลกระทบอย่างไรบ้างโดยจำลองเหตุการณ์ในปี 1972

การทดสอบผลกระทบการแผ่รังสี ณ ห้องปฏิบัติการ Brookhaven National Laboratory
ที่มา: http://science.nasa.gov/headlines/y2009/images/fakeastronaut/beamline1.jpg

ฟรานซิส คูคิน็อตต้า หัวหน้านักวิทยาศาสตร์โปรแกรมการแผ่รังสีของศูนย์อวกาศจอห์นสัน ในฮู้ดตัน เท็กซัส กล่าวว่า เราต้องการที่จะทราบว่า ใกล้แค่ไหนที่จะทำให้การรับรังสีในช่วงเวลาสั้นๆ (acute exposure ประมาณถึง 14 วันสำหรับมนุษย์) เป็นอันตรายต่อนักบินอวกาศ


ที่มา: http://www.solarstorms.org/Pictures/MarsAstronauts.jpg

ที่มา: http://www.minimagnetospheres.org/images/pic1aurora.jpg
การปฏิบัติภารกิจของนักบินอวกาศบนดาวเคราะห์ซึ่งมีโอกาสที่จะได้รับรังสีที่เกิดจากการปะทุบนดวงอาทิตย์

การปฏิบัติภารกิจของนักบินอวกาศในอวกาศใกล้โลก (อาทิ สถานีอวกาศนานาชาติ)
จะมีสนามแม่เหล็กโลกช่วยป้องกันอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์
ที่มา: http://img174.imageshack.us/img174/6707/080415164332large340dd8nq5.jpg

อย่างไรก็ตามเป็นที่ทราบกันดีว่าในหมู่ผู้เชี่ยวชาญด้านการแผรังสีว่า "acute exposure" หมายถึงการรับรังสีที่มีความเข้มสูงในระยะเวลาสั้นๆ โดยรังสีที่ว่านี้จะกระทบกับร่างกายในคาบเวลาสั้นๆ (ตั้งแต่นาทีถึงชั่วโมง) คล้ายกับการปะทุบนดวงอาทิตย์ การรับรังสีนี้จะแตกต่างจาก "chronic exposure" ซึ่งเป็นการรับรังสีคอสมิคที่นักบินอวกาศมีประสบการณ์ในขณะเดินทางไปในอวกาศ ทั้งนี้รังสีคอสมิคจะพุ่งเข้าชนกับร่างกายของนักบินอวกาศอย่างช้าๆ เป็นเวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน โดยการเข้าชนนั้นคล้ายกับลักษณะของฝนตกปรอยๆ อย่างไรก็ตาม ผลของ chronic exposure นี้ ร่างกายของนักบินอวกาศยังมีเวลาที่จะซ่อมแซมและสร้างเซลล์ขึ้นทดแทนเซลล์ที่เสียหาย แต่ในกรณีของ acute exposure นั้น ให้โอกาสกับร่างกายเพียงระยะเวลาอันน้อยนิดในการสู้กับความเสียหายที่เกิดขึ้น ซึ่งเป็นเรื่องที่อันตรายมาก

โมเลกุลพันธุกรรมถูกทำลายโดยการแผ่รังสีในอวกาศ
ที่มา: http://science.nasa.gov/headlines/y2007/images/repairshops/dnadamage.jpg

ผลกระทบในเชิงชีววิทยานั้นมีความอ่อนไหวมากต่ออัตราการรับรังสี โดยปริมาณของรังสีที่ได้รับในช่วงเวลาสั้นๆนั้น สามารถสร้างความเสียหายได้ 2 ถึง 3 เท่ามากกว่ากรณีที่ได้รับปริมาณเท่าๆ กันในช่วงหลายวัน ในการพิจารณาถึงเหตุการณ์ปี 1972 อย่างไม่ละเอียดนั้น ดูเหมือนกับว่าน่าจะเป็นกรณีของ acute exposure เนื่องจากเกิดขึ้นหลังจากการปะทุใหญ่บนดวงอาทิตย์ แต่ประเด็นมีอยู่ว่า การปะทุดังกล่าวได้สร้างพายุสุริยะที่ยาวนานและมีการกระตุ้นที่น้อยกว่าปกติ ดังนั้นการรับรังสีจึงไม่ใช่ทั้งกรณีของ chronic exposure และ acute exposure แต่เป็นอะไรบางอย่างที่อยู่ระหว่าง chronic exposure และ acute exposure ในความคลุมเครือนี้ ปริมาณรังสีที่แผ่เข้ามาถึงอวัยวะของมนุษย์กับปริมาณรังสีที่ถูกกันไว้โดยชุดอวกาศ ผิวหนัง และกล้ามเนื้อ จะเป็นข้อมูลที่จะให้ความแตกต่างกับเราได้ในการศึกษาวิจัย

ห้องปฏิบัติการ Brookhaven National Laboratory
ที่มา: http://www.bnl.gov/medical/NASA/CAD/Administrative/NSRL_Fact_Sheet.asp

ในการทดลอง มนุษย์เทียม Matroshka จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทำความเข้าใจในรายละเอียดได้ ทั้งนี้ Matroshka เป็นหุ่นขนาดครึ่งร่างส่วนบนของมนุษย์ทำจากพลาสติก โดยไม่มีแขนและขา ทั้งนี้พลาสติกที่นำมาสร้างนั้นมีความหนาแน่นที่สอดคล้องกับอวัยวะและเนื้อเยื่อของร่างกายมนุษย์ เจ้าหุ่นมนุษย์เทียมนี้ถูกติดตั้งตัวตรวจวัดรังสีไว้ในร่างกายนับหลายร้อยชิ้น รวมทั้งมีการติดตั้งเซลล์เม็ดเลือดจริงของมนุษย์ไว้ในมนุษย์เทียมด้วย

มนุษย์เทียม Matroshka
ที่มา: http://science.nasa.gov/headlines/y2009/images/fakeastronaut/matroshka_coll.jpg

นักวิทยาศาสตร์ใส่เซลล์เม็ดเลือดไว้ในท่อขนาดเล็ก โดยวางไว้หลายแห่ง อาทิ กระเพาะ บางตำแหน่งของไขกระดูก บางตำแหน่งที่อยู่ลึกเข้าไปในลำตัว และบริเวณที่อยู่ใกล้ผิวหนังโดยมีเนื้อเยื่อเพียงเล็กน้อยที่ช่วยป้องกันรังสี อย่างไรก็ตาม หนึ่งในหลายๆคำถามของนักวิทยาศาสตร์ ก็คือ บางส่วนของไขกระดูกที่ถูกป้องกันน้อยมากจะมีโอกาสเสี่ยงต่อการเป็นโรคลูคิวเมีย (มะเร็งเม็ดเลือดขาว) และมะเร็งชนิดอื่นๆ ได้ไหม ?

เพื่อตอบคำถามดังกล่าว การใช้เซลล์เม็ดเลือดจริงของมนุษย์จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการศึกษาและวิจัยว่ารังสีทำลายเซลล์พันธุกรรมของมนุษย์ได้อย่างไร และมากน้อยเพียงใด ซึ่งทำได้โดยการใช้อนุภาคความเร็วสูง (อาทิ โปรตอน) เข้าชนเซลล์พันธุกรรมของมนุษย์ ซึ่งมันจะทำลายโมเลกุลพันธุกรรม (ที่ม้วนกันอยู่คล้ายขดสปริงที่ยืดออก) โดยปกติแล้วเซลล์ของมนุษย์มีความสามารถในการซ่อมแซมตัวมันเอง แต่ถ้าการทำลายนั้นเกิดขึ้นหลายๆ ครั้งภายในคาบเวลาสั้นๆ ความเสียหายที่เกิดขึ้นก็ไม่สามารถแก้ไขได้ ดีที่สุดก็คือเซลล์จะทำลายตัวเอง แต่ในทางที่แย่ที่สุดนั้น เซลล์จะยุ่งเหยิงและโตจนไม่สามารถควบคุมได้และกลายเป็นเซลล์มะเร็งในที่สุด

การติดตั้งส่วนต่างๆให้กับมนุษย์เทียม Matroshka ก่อนการทดสอบบนสถานีอวกาศนานาชาติ
ที่มา: http://science.nasa.gov/headlines/y2009/27may_phantomtorso.htm

เพื่อให้การทดสอบมนุษย์เทียม Matroshka เป็นไปตามเหตุการณ์ที่เกิดพายุสุริยะขึ้นในปี 1972 นักวิทยาศาสตร์ได้จำลองเหตุการณ์ดังกล่าว โดยใช้ลำอนุภาคโปรตอนพลังงานสูง ณ ห้องปฏิบัติการ Brookhaven National Laboratory ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 เซนติเมตร (ซึ่งให้ลำของรังสีใหญ่พอที่จะครอบคลุมร่างของมนุษย์เทียม) ทำการยิงไปยังมนุษย์เทียม โดยการเพิ่มพลังงานให้กับลำรังสีขึ้นไปจนกระทั่งถึงค่าที่เหมือนกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในปี 1972

ทั้งนี้ในการทดลองครั้งต่อไปที่จะทำที่ศูนย์การบินและอวกาศเยอรมัน ณ เมืองโคโลญจน์ ตัวตรวจวัดรังสีของ Matroshka จะเผยให้เราเห็นถึงปริมาณโปรตอนที่เข้าไปยังส่วนต่างๆ ของมนุษย์เทียมว่ามีมากน้อยเพียงใด อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ก็คาดว่า ปริมาณโปรตอนที่ตรวจพบในแต่ละส่วนของร่างมนุษย์เทียมนั้นอาจจะมีความแตกต่างกันหลายเท่า

ศูนย์การบินและอวกาศเยอรมัน
ที่มา: http://www.berlin.de/stadttouren/360/berlinadlershof/index.en.php?detail=b

ผลจากการทดลองเหล่านี้จะช่วยให้นักวางแผนพันธกิจทางอวกาศได้คิดออกและวางแผนว่าการป้องกันที่จำเป็นนั้นจะต้องมีมากน้อยเพียงใดเมื่อเทียบกันเหตุการณ์ปี 1972 นอกจากนี้ ผลจากการทดลองจะช่วยชี้นำทิศทางที่ถูกต้องสำหรับการรักษาพยาบาลเพื่อบรรเทาผลกระทบที่เกิดขึ้นกับนักบินอวกาศจากการรับรังสี

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

แก้ไขล่าสุด 31 กรกฎาคม 2552

กลับไปด้านบน


copyright © 2016 กองโครงสร้างพื้นฐานเทคโนโลยีดิจิทัล สำนักงานคณะกรรมการดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ กระทรวงดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม
ชั้น 7 อาคาร B ศูนย์ราชการเฉลิมพระเกียรติ 80 พรรษา 5 ธันวาคม 2550 ถนนแจ้งวัฒนะ แขวงทุ่งสองห้อง เขตหลักสี่ กรุงเทพฯ 10210
โทรศัพท์ 0-2141-6877 โทรสาร 0-2143-8027 e-mail: [email protected]