關於 iss wiki ，我們在網路上蒐集到這些相關的討論、資訊與評價

สถานะอันแปลกประหลาดของสสารถูกผลิตขึ้นในอวกาศเป็นครั้งแรก

ทีมนักวิจัยได้ประสบผลสำเร็จในการสร้างสถานะของสสารที่เรียกว่า "Bose-Einstein Condensate (BEC)" ในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงภายในสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ได้เป็นครั้งแรก[1][2][3]

แต่ก่อนที่เราจะพูดถึง Bose-Einstein Condensate นั้น มาดูกันก่อนว่าสถานะของสสารคืออะไรกันแน่

- สถานะของสสาร

สถานะของสสารที่เราคุ้นเคยกันนั้น หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า "classical state" ประกอบขึ้นด้วยของแข็ง ของเหลว ก๊าซ และพลาสมา แต่เดิมนั้นสถานะของสสารนั้นถูกนิยามโดยคุณสมบัติที่แตกต่างกันของสสารในแต่ละสถานะ เช่น ของแข็งนั้นจะสามารถคงรูปทรงเอาไว้ได้ ในขณะที่ของเหลวนั้นจะมีปริมาตรคงที่ แต่เปลี่ยนรูปร่างไปตามภาชนะ ส่วนก๊าซนั้นจะเปลี่ยนได้ทั้งรูปร่างและปริมาตร ในขณะที่พลาสมานั้นมีลักษณะคล้ายก๊าซที่แตกตัวเป็นไอออน มีทั้งประจุบวกและประจุลบแยกออกจากกัน

อย่างไรก็ตาม นั่นเป็นเพียงกรณีของ "classical state" เพียงเท่านั้น ในความเป็นจริงแล้วการแบ่งแยกสถานะนั้นซับซ้อนกว่านั้นได้อีกมาก เช่น ในขณะที่ของแข็งนั้นจะต้องมีการเรียงตัวกันของอะตอมอย่างเป็นรูปแบบและซ้ำกัน เราจะพบว่าในแก้วและกระจกที่เราใช้กันนั้น ไม่มีการเรียงตัวกันอย่างเป็นรูปแบบ และการเรียงตัวของอะตอมในแก้วนั้นใกล้เคียงกับของเหลวเสียมากกว่า แต่ก็ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ เราจึงจัดแก้วเป็นสถานีอีกประเภทหนึ่ง ที่เรียกว่า "amorphous solid" และยังมี liquid crystal ที่แสดงคุณสมบัติอยู่ระหว่างของแข็งและของเหลว ที่ทำให้เกิดภาพในจอ LCD (Liquid Crystal Display) ที่เราทุกคนกำลังจ้องอ่านตัวหนังสือกันอยู่ใน ณ ตอนนี้

นอกไปจากนี้เรายังสามารถพบสถานะที่พิศดารของสสารได้อีกมากในสภาพแวดล้อมที่สุดขั้วมากๆ เช่น superfluid ที่มีความหนืดเป็นศูนย์และสามารถไหลออกจากภาชนะโดยการปีนไต่ไปตามขอบแก้วได้ หรือ degenerate matter บนดาวแคระขาวและดาวนิวตรอน ที่ถูกคงสภาพเอาไว้ได้โดยเพียงแรงกีดกันทางควอนตัมเพียงเท่านั้น

ในหมู่สถานะอันพิศดารเหล่านี้ สถานะหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์พยายามศึกษามาเสมอ ก็คือ "Bose-Einstein Condensate (BEC)" ซึ่งบางสื่ออาจจะเรียกว่าเป็น "สถานะที่ 5" ของสสาร[1][2] แต่ในความเป็นจริงแล้วนั้นสถานะของสสารเรียกได้ไม่จบไม่สิ้น ขึ้นอยู่กับว่าเราจะอิงตามนิยามใด

- Bose-Einstein Condensate(BEC)

ไอเดียของ BEC นั้นถูกตีพิมพ์ครั้งแรกในปี 1924 โดยนักฟิสิกส์ชาวอินเดีย Satyendra Nath Bose และ Albert Einstein จึงเป็นที่มาของชื่อ Bose-Einstein Condensate โดยหลักการก็คือหากเรามีอนุภาคชนิดเดียวกันที่มี spin เป็นเลขจำนวนเต็ม เช่น โฟตอน หรืออะตอมของธาตุที่มีจำนวนนิวตรอนและโปรตอนเท่ากัน เช่น Helium-4 อนุภาคเหล่านี้จะจัดอยู่ในอนุภาค Boson ซึ่งมีคุณสมบัติที่จะสามารถถือ quantum state เดียวกันได้

ซึ่งหากเราทำให้ "bose gas" เหล่านี้เย็นตัวลงมากๆ เสียจนอนุภาคส่วนมากจะต้องตกลงไปใน quantum state ที่มีพลังงานต่ำที่สุด เราจะพบว่าอนุภาคส่วนมากของกลุ่ม bose gas เหล่านี้นั้น จะเกิดการ "ควบแน่น" ไปอยู่ที่ quantum state เดียวกัน เกิดขึ้นมาเป็นสถานะใหม่ของสสาร

ในกลศาสตร์ควอนตัมนั้น อนุภาคทุกชนิดประกอบขึ้นจาก wavefunction ที่กำหนด quantum state ของมัน และการรบกวนและแทรกแซงกันระหว่าง wavefunction เหล่านี้นี่เอง ที่ทำให้อนุภาคมีอันตรกิริยาระหว่างกัน อย่างไรก็ตาม ในปรกติแล้วนั้น wavefunction เหล่านี้นั้นจะมีขนาดเล็กเกินกว่าอะตอมแต่ละอะตอม และไม่ใช่สิ่งที่เราสามารถสังเกตได้โดยง่าย แต่เมื่อใดก็ตามที่อะตอมของสสารมาอยู่ในรูปของ BEC แล้ว wavefunction ของทุกอะตอมใน BEC จะรวมตัวกันมาอยู่ด้วยกัน ทำให้ปรากฏการณ์ระดับจุลภาคทางควอนตัม สามารถสังเกตเห็นได้ในระดับมหัพภาค ซึ่งนอกจากจะช่วยให้เราสามารถศึกษาปรากฏการณ์ทางควอนตัมได้ดียิ่งขึ้นแล้ว เรายังเชื่อว่า BEC ยังมีความสัมพันธ์และสามารถนำเราไปสู่การเข้าใจในสสารมืดและพลังงานมืดได้ดีขึ้นอีกด้วย

- ห้องทดลองที่เย็นที่สุดในเอกภพ

การจะสร้าง BEC ได้นั้น เราจะต้องใช้อุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับอุณหภูมิศูนย์องศาสัมบูรณ์ในระดับนาโนเคลวิน ซึ่งเนื่องจากว่าเอกภพนั้นมีอุณหภูมิ 2.7K หรือสูงกว่าอุณหภูมิที่เราต้องการหลายล้านเท่า ทำให้การศึกษา BEC กลายเป็นการสร้างห้องทดลองของสสารที่เย็นที่สุดในเอกภพไปโดยปริยาย

ในปี 1995 Eric Cornell และ Carl Wieman ได้ผลิต BEC เป็นครั้งแรกในห้องทดลองโดยแก๊สของอะตอมรูบิเดียมที่เย็นลงถึง 170 นาโนเคลวิน ต่อมาอีกไม่นาน Wolfgang Ketterle ก็สามารถสร้าง BEC จากอะตอมของโซเดียมได้สำเร็จ ทำให้ทั้งสามคนนี้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ไปในปี 2001 ความสำเร็จของนักฟิสิกส์เหล่านี้ทำให้ทุกวันนี้เรามีห้องวิจัยมากมายที่กำลังศึกษา BEC อยู่เป็นจำนวนมากทั่วโลก

เราสามารถทำอุณหภูมิที่เย็นขนาดนั้นได้อย่างไร? เชื่อหรือไม่ว่า วิธีที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการสร้างอุณหภูมิที่เย็นขนาดนั้น ก็คือการใช้... แสงเลเซอร์???

เนื่องจาก "อุณหภูมิ" นั้นขึ้นอยู่กับระดับการสั่นสะเทือนของอะตอมในสสาร (สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ "อุณหภูมิคืออะไร?" สามารถดูคำอธิบายเพิ่มเติมได้ในวีดีโอที่เคยแปะเอาไว้แล้ว[5]) อะตอมของสสารทั่วไปนั้นมีการสั่นอย่างรุนแรงอยู่ตลอดเวลา และการทำให้สสารเย็นลงใกล้เคียงกับศูนย์องศาสัมบูรณ์นั้น จึงทำได้โดยการหยุดการสั่นของอะตอมภายในสสาร

เราสามารถหยุดการสั่นของอะตอมเหล่านี้ได้ผ่านการใช้แสงเลเซอร์ แสงเลเซอร์นี้จะไป "ผลัก" อะตอมไปในทิศทางตรงกันข้ามและหยุดการเคลื่อนไหวของมันได้ หากเราใช้แสงเลเซอร์ยิงจากรอบๆ ด้านหกตัว ก็จะทำให้เราสามารถหยุดการเคลื่อนไหวของอะตอมได้ในหกทิศทาง และเมื่อเราสามารถหยุดความเคลื่อนไหวของอะตอมของโบซอนเป็นจำนวนมากให้อยู่ในบริเวณเดียวกัน wavefunction ของโบซอนเหล่านั้นก็จะ "ควบแน่น" รวมมาอยู่ในสถานะเดียวกัน กลายเป็น Bose-Einstein Condensate นั่นเอง

- ครั้งแรกในอวกาศ

อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าในทุกวันนี้เราจะมีห้องทดลองเป็นจำนวนมากบนพื้นโลกที่กำลังศึกษา BEC อยู่ แต่สถานะของ BEC นั้นเป็นสถานะที่ละเอียดอ่อนเป็นอย่างมาก และจะสลายตัวไปอย่างรวดเร็วในระดับหนึ่งในพันวินาที (millisecond) ซึ่งต้นเหตุใหญ่ๆ นั้นก็มาจากแรงโน้มถ่วงของโลกที่คอยดึง BEC ที่ลอยเคว้งอยู่ให้ตกลงสู่เบื้องล่าง ทำให้การศึกษา BEC นั้นทำได้ยากด้วยระยะเวลาอันจำกัด

ที่ผ่านมาเคยมีการพยายามย้ายห้องทดลองนี้เอาไว้ในสภาพจำลองสภาวะไร้น้ำหนัก เช่น บนเครื่องบินที่กำลังตกลง แต่ก็เป็นไปได้ด้วยความยากลำบาก ในที่สุดทางออกสุดท้ายก็คือการส่งห้องทดลองเหล่านี้ไปไว้ในอวกาศ

Cold Atom Laboratory (CAL) เป็นส่วนห้องทดลองที่ถูกส่งขึ้นไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) เมื่อปี 2018 โดยออกแบบมาให้สามารถผลิต BEC จากอะตอมของรูบิเดียม ด้วยระยะเวลาที่นานกว่าบนโลกเป็นอย่างมาก เนื่องจากสภาวะไร้น้ำหนักบนสถานีอวกาศนานาชาติ

และในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ลงในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 11 ที่ผ่านมา ทีมนักวิจัยก็ได้ยืนยันว่าสถานีอวกาศนานาชาติได้สามารถสร้าง BEC ขึ้นมาเป็นครั้งแรกภายใต้สภาวะไร้น้ำหนัก และสามารถคงรักษาสถานะของ BEC ได้นานถึงหนึ่งวินาที[6]

ซึ่งความเข้าใจที่เราจะได้จากการศึกษา BEC ภายใต้สภาวะเช่นนี้ นำไปสู่ความเป็นไปได้ที่หลากหลาย ตั้งแต่การทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป การค้นหาพลังงานมืด คลื่นความโน้มถ่วง จนไปถึงการนำทางในอวกาศ และการค้นหาแร่ธาตุบนดวงจันทร์และวัตถุอื่นในอวกาศ

ภาพ: ISS

อ้างอิง/อ่านเพิ่มเติม:
[1] https://www.bbc.com/thai/features-53029764
[2] https://phys.org/news/2020-06-quantum-state-space.html
[3] https://coldatomlab.jpl.nasa.gov/
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Bose%E2%80%93Einstein_condensate
[5] https://www.youtube.com/watch?v=2p_V8NI2HSA
[6] https://www.nature.com/articles/s41586-020-2346-1

Space Elevator ลิฟท์อวกาศ ทางออกของการเดินทางไปอวกาศในอนาคต?

เมื่อไม่นานมานี้ ยานอวกาศ SpaceX เพิ่งได้ส่งมนุษย์อวกาศไปยังสถานีอวกาศ นับว่าเป็นการเปิดศักราชใหม่แห่งการเดินทางไปอวกาศโดยภาคเอกชน สามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับข่าวนี้ และความสำคัญของมัน ได้ที่ [2]

แต่แม้กระนั้นก็ตาม การเดินทางไปยังอวกาศก็นับเป็นเรื่องที่ค่อนข้างแพงเกินกว่าที่มนุษย์ธรรมดาอย่างเราๆ จะเอื้อมถึง และไม่ว่าเทคโนโลยีจรวดจะพัฒนาไปก้าวไกลเพียงใด การส่งจรวดก็จะยังคงเป็นการเดินทางที่ใช้เชื้อเพลิงและสิ้นเปลืองมากอยู่ดี

แต่ในอนาคตอันไกล ทางออกนึงที่อาจจะเป็นไปได้ ก็คือการสร้าง Space Elevator หรือ "ลิฟต์อวกาศ"

Space Elevator เป็นวิธีหนึ่งที่เราสามารถที่จะส่งมนุษย์หรือสัมภาระไปยังอวกาศได้โดยที่ไม่ต้องใช้เครื่องบิน ไอเดียนี้ถูกเสนอขึ้นมาครั้งแรกในปี 1895 โดยนักวิทยาศาสตร์การบินชาวรัสเซีย Konstantin Tsiolkovsky

แม้ว่าคอนเซปต์ของ Space Elevator นั้นฟังดูราวกับจะหลุดออกมาจากนิยายวิทยาศาสตร์ แต่ก็เป็นไอเดียที่แสนเรียบง่าย โดยหลักการก็คือการสร้างหอคอยที่มีความสูงมากๆ เสียจนสามารถไปถึง Geosynchronous orbit ที่ความสูง 35,786 กม. ซึ่งบริเวณนั้นด้วยอัตราการหมุนของโลก จะทำให้แรงหนีศูนย์กลางหักล้างกับแรงโน้มถ่วงพอดี เราจึงสามารถสร้างห้องทดลองที่อยู่ในสภาวะไร้น้ำหนักถาวรได้ และเราสามารถส่งมนุษย์ขึ้นไปยังสถานีได้โดยการใช้ลิฟต์สักตัวหนึ่งที่ "ไต่" ขึ้นลงไปตามโครงสร้างของ space elevator นี้

แต่ปัญหาแรกของไอเดียนี้ก็คือ หากเราสร้างเป็นลักษณะของ "หอคอย" ขึ้นมา เราจะพบว่าเมื่อเราสร้างหอคอยได้สูงพอ วัตถุทุกชนิดที่เรารู้จักจะพังลงมาภายใต้น้ำหนักของตัวเอง เนื่องจากว่าไม่มีวัตถุใดที่เรามีอยู่บนโลก ณ ตอนนี้ ที่สามารถทนแรงบีบอัดที่เกิดจากน้ำหนักของตัววัตถุเองที่ความสูงระดับนั้นได้ และเราไม่สามารถสร้างเสาให้ใหญ่ขึ้น หรือมากขึ้นได้ เพราะยิ่งใช้เสามากน้ำหนักที่จะต้องแบกก็จะยิ่งต้องมากเกินไปอีก

แต่วิธีแก้หนึ่งที่เป็นไปได้ ก็คือการเปลี่ยนจาก "แรงบีบอัด" (compressive strength) ให้กลายเป็น "แรงดึง" (tensile strength) ซึ่งหลักการเดียวกับการสร้างสะพานแขวนที่มีระยะระหว่างตอม่อที่ยาวกว่าสะพานปรกติได้ เนื่องจากเรามีวัตถุที่ทนต่อแรงดึงต่อน้ำหนักของวัตถุ ได้ดีกว่าแรงบีบอัด และเราก็มีการพัฒนาเทคโนโลยีในการผลิตวัสดุที่ทนต่อแรงดึงได้ดีขึ้นเรื่อยๆ

เราสามารถเปลี่ยนจากแรงบีบอัดที่เกิดจากน้ำหนักของวัตถุ ให้กลายเป็นแรงดึงได้ โดยการยึดปลายอีกข้างของ space elevator เข้ากับมวลใหญ่สักก้อน ซึ่งอาจจะเป็นโครงสร้างสถานีปลายทางขนาดยักษ์ หรืออุกกาบาตสักก้อน ที่อยู่สูงออกไปเลยพ้น geosynchronous orbit ณ ตำแหน่งซึ่งการถูกเหวี่ยงไปรอบๆ โลกด้วยคาบ 1 รอบ/วัน จะทำให้เกิดแรงดึงที่จะหักล้างกับแรงโน้มถ่วงของมวลที่อยู่เบื้องล้างทั้งปวง ทำให้โครงสร้างนี้โดนดึงให้ตึงอยู่ตลอดเวลา แทนที่จะพังลงมาภายใต้น้ำหนักอันมหาศาลของโครงสร้างนี้

ซึ่งวัสดุปัจจุบันที่มี tensile strength ต่อน้ำหนักดีที่สุด ก็คือ carbon nanotube ซึ่งในเทคโนโลยีปัจจุบันนี้นั้นมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับที่เราต้องใช้ในการทนแรงดึงที่จะต้องใช้ในการสร้าง space elevator จากพื้นโลกของเรา แม้ว่าในปัจจุบันเรายังมีขีดจำกัดในการสร้าง carbon nanotube ในขนาดที่ใหญ่ แต่เชื่อว่าในอนาคตอันใกล้เราอาจจะสามารถพัฒนา carbon nanotube ที่ทนต่อแรงดึงได้มากกว่านี้ และพัฒนาวิธีกรรมการผลิตที่สามารถใช้ได้จริงในสเกลที่ใหญ่เพียงพอ space elevator จึงอาจจะเป็นอนาคตที่อาจจะไม่ได้ไกลอย่างที่คิด

ในทางด้านงานวิจัยนั้น NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC) ที่ให้ทุนวิจัยแก่งานวิจัยที่ล้ำหน้า ได้ให้ทุนสนับสนุนเพื่อวิจัยถึงความเป็นไปได้ของการสร้าง space elevator โดย Bradley C. Edwards และได้เสนอถึงความเป็นไปได้ที่จะใช้ carbon nanotube เป็นแผ่นบางๆ คล้ายริบบิ้น พร้อมกับรายละเอียดอื่นๆ เช่น สถานที่สำหรับจุดยึดบนพื้นดิน ระบบป้องกันอุกกาบาต พายุ ฯลฯ

ในปี 2008 Shuichi Ono, ประธานของ Japan Space Elevator Association ได้ประมาณถึงค่าใช้จ่ายขั้นต่ำในการสร้าง space elevator เอาไว้อยู่ที่ประมาณล้านล้านเยน (3 แสนล้านบาท)

ในปี 2012 บริษัท Obayashi Corporation ได้ประกาศว่าพวกเขาจะสามารถสร้าง space elevator ได้ในอีก 38 ปี โดยจะใช้ climber ปีนไปตามสายเคเบิล carbon nanotube ด้วยความเร็ว 200 กม./ชม. และด้วยความเร็วไฮสปีดขนาดนี้ จะเดินทางไปถึง geosynchronous orbit โดยใช้เวลาเพียงหนึ่งอาทิตย์เพียงเท่านั้นเอง อย่างไรก็ตามการเสนอของบริษัทนี้ไม่ได้มีการประเมินราคารวมไปถึงรายละเอียดอื่นๆ จึงน่าจะเป็นเพียง publicity stunt ของบริษัทเพื่อเรียกยอดเท่านั้นเอง

ในปี 2014 แม้กระทั่ง google เอง ก็ได้มีการสร้างทีมพิจารณาความเป็นไปได้ถึงการสร้าง space elevator โดยทีม Google X's Rapid Evaluation R&D แต่กลับได้พบว่าในปัจจุบัน ยังไม่มีใครที่สามารถสร้าง carbon nanotube ที่ยาวกว่าหนึ่งเมตรได้ จึงได้พับเก็บโครงการนี้เอาไว้ก่อนในสถานะ "deep freeze" แต่จะคอยติดตามงานวิจัยใหม่ๆ เกี่ยวกับ carbon nanotube และพร้อมที่จะขุดกลับขึ้นมาทุกเมื่อ

ในปี 2018 นักวิจัยจาก Shizuoka University ได้ปล่อย STARS-Me ออกจากสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ซึ่งประกอบขึ้นจากดาวเทียม cubesat สองอันที่ยึดโดยสายเคเบิล เพื่อศึกษาต้นแบบของตัว climber ที่อาจจะนำมาใช้ใน space elevator ในอนาคต

ซึ่งการสร้าง space elevator นี้ นอกจากจะทำให้การเดินทางไปอวกาศ และศึกษาสภาพไร้น้ำหนักเป็นเรื่องที่ง่ายและใช้ต้นทุนที่ต่ำกว่ามากแล้ว ยังเปิดโอกาสให้เราสามารถขนชิ้นส่วนของยานอวกาศขนาดยักษ์ไปต่อในวงโคจร และนอกไปจากนี้เรายังสามารถนำมันมาใช้ในการยิงยานสำรวจเพื่อไปสำรวจในระบบสุริยะได้อีกด้วย

ซึ่งเราก็ต้องรอดูกันต่อไปว่า space elevator นี้จะเป็นเพียงนิยายวิทยาศาสตร์ หรืออาจจะเป็นความจริงขึ้นมาได้ในอนาคตอันใกล้นี้

อ้างอิง/อ่านเพิ่มเติม:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Space_elevator
[2] https://www.facebook.com/matiponblog/photos/a.255101608033386/1312573475619522/

SpaceX Crew Dragon นำมนุษย์ไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) แล้วมันสำคัญยังไง?

เมื่อเช้ามืดวันนี้ ตามเวลาประเทศไทย จรวด Falcon 9 ของ SpaceX ได้นำ Crew Dragon ซึ่งเป็นส่วนของยานอวกาศที่บรรทุกนักบินอวกาศสองคน และกำลังจะไปเทียบท่ากับสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) เวลาประมาณ 21:29น. ตามเวลาประเทศไทยในคืนนี้

ว่าแต่ว่า เรื่องนี้มันสำคัญอย่างไร? แล้วมันต่างอย่างไรกับการส่งจรวดครั้งอื่น?

- การส่งนักบินอวกาศออกจากฐานปล่อยจรวดในสหรัฐเป็นครั้งแรกในรอบ 9 ปี

นี่นับเป็นครั้งแรกตั้งแต่ปี 2011 ที่มีนักบินอวกาศออกจากพื้นดินสหรัฐเพื่อไปยังอวกาศ นับตั้งแต่สหรัฐ และองค์การอวกาศนาซ่าได้ยกเลิกโครงการกระสวยอวกาศไปในปี 2011 ก็ไม่เคยมีนักบินอวกาศบินออกจากแผ่นดินของสหรัฐเพื่อไปยังอวกาศอีกเลย ทั้งนี่นั่นไม่ได้หมายความว่าสหรัฐไม่ได้มีนักบินอวกาศมา 9 ปีแล้ว แต่เป็นเพราะว่าในการส่งนักบินอวกาศไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ ตลอด 9 ปีที่ผ่านมานั้น ได้กระทำโดยผ่านทางจรวดโซยุส (Soyuz) ของรัสเซียทั้งหมด

แล้วเพราะเหตุใดสหรัฐจึงยกเลิกโครงการกระสวยอวกาศ? แล้วทำไมถึงไม่มีจรวดอื่น? ก่อนอื่นต้องตอบก่อนว่า การส่งมนุษย์สักคนขึ้นไปยังอวกาศนั้น เป็นเรื่องที่ยากลำบากมากๆ ความท้าทายอย่างหนึ่งของการส่งน้ำหนักบรรทุกไปยังวงโคจรรอบโลก ก็คือน้ำหนัก ความสูง และความเร็วที่เราจะต้องเผชิญ ลองนึกภาพว่าเราต้องแบกน้ำหนักคนสักคนขึ้นไปบนภูกระดึงที่มีความสูงแค่ 1 กิโลเมตรกว่าๆ ก็เหนื่อยแค่ไหนแล้ว แต่สถานีอวกาศนั้นอยู่สูงจากพื้นไปกว่า 400 กม. นอกไปจากนั้นแล้วเรายังต้องเร่งความเร็วขึ้นไปถึง 7.66 กิโลเมตร *ต่อวินาที* หรือเทียบเท่า 27,600 กม./ชม. เพื่อที่จะให้อยู่ในความเร็วที่สามารถโคจรได้ที่ low earth orbit

และหนำซ้ำ ส่วนที่ยากที่สุดของการส่งจรวดก็คือ จรวดนั้นเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ด้วยการทิ้งมวลบางส่วนเอาไว้เบื้องหลัง ดังนั้นทุกๆ น้ำหนักบรรทุกที่เราต้องการจะแบกขึ้นไป เราจะต้องแบกเชื้อเพลิงที่จะขับดันขึ้นไปด้วย และเชื้อเพลิงที่แบกขึ้นไปนั้นก็จะต้องมีเชื้อเพลิงอีกส่วนที่จะบรรทุกเชื้อเพลิงขึ้นไปอีก นี่ทำให้ทุกๆ น้ำหนักบรรทุก 1 ตันที่เราต้องการจะแบกขึ้นไป เราจะต้องใช้เชื้อเพลิงหนักกว่า 20-50 ตัน หรือกว่า 95% ของน้ำหนักบรรทุกทั้งหมด (สามารถอ่านเรื่องของความยากลำบากในการส่งจรวดขึ้นไปได้ในโพสต์เก่า ที่ [4][5])

ด้วยความท้าทายและค่าใช้จ่ายที่สูงในการบรรทุกน้ำหนักนี่เอง จึงทำให้การนำกลับมาใช้ใหม่เป็นเรื่องที่แพง เนื่องจากเชื้อเพลิงหรืออุปกรณ์การลงจอดที่ต้องแบกขึ้นไปด้วยนั้น จะยิ่งต้องเพิ่มเชื้อเพลิงที่ต้องใช้อีกมหาศาล จรวดในยุคแรกๆ นั้นจึงเป็นการออกแบบแบบใช้ครั้งเดียวทิ้ง เปรียบได้กับการต่อเครื่องบินหนึ่งลำ บินไปถึงที่หมาย แล้วก็ทิ้งเครื่องบินนั้นทิ้งไปเสีย ซึ่งเป็นการใช้งานที่ฟุ่มเฟือยมาก

ด้วยเหตุนี้จึงมีการพยายามพัฒนาโครงการกระสวยอวกาศขึ้นในช่วงปี 1980s โดยจุดประสงค์เพื่อสร้างระบบปล่อยยานอวกาศที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยจรวดเชื้อเพลิงแข็งสองข้างนั้นสามารถกลับมาใช้ใหม่ได้ และตัวยานก็สามารถร่อนลงจอดได้ไม่ต่างอะไรกับเครื่องบิน แต่แม้กระนั้นก็ตาม โครงการกระสวยอวกาศก็ไม่ได้ถูกอย่างที่คิด เพราะการออกแบบที่ต้องการจะตอบทุกโจทย์ และความต้องการจะเป็นยานลำเดียวที่ทำทุกหน้าที่ นั่นหมายความว่าไม่ว่าจะเป็นการบรรทุกนักบินอวกาศเพียงไม่กี่คน หรือการส่งดาวเทียมขึ้นไป ก็จะต้องแบกน้ำหนักของกระสวยทั้งลำขึ้นไป ซึ่งเป็นค่าใช้จ่ายที่แพง

หากเทียบค่าใช้จ่ายกันแล้ว การส่งกระสวยอวกาศขึ้นไปหนึ่งครั้ง จะใช้เงินประมาณ $450 ล้านเหรียญสหรัฐ ในขณะที่จรวดโซยุส (Soyuz) ของรัสเซียนั้นมีค่าใช้จ่ายเพียงประมาณ $80 ล้านเหรียญสหรัฐต่อหัว นาซ่าจึงยกเลิกโครงการกระสวยอวกาศ และหันมาใช้จรวด Soyuz ของรัสเซียในการส่งนักบินอวกาศไปยัง ISS ตลอด 9 ปีที่ผ่านมาแทน[3]

- หน้าใหม่ของประวัติศาสตร์แห่งการส่งมนุษย์ไปยังอวกาศโดยภาคเอกชน

นอกไปจากนี้ อีกเหตุผลหนึ่งที่นาซ่านั้นถอนตัวออกจากการส่งนักบินอวกาศ และไม่พัฒนาระบบจรวดที่จะส่งมนุษย์ใดขึ้นไปอีกเลย ก็เพราะว่านาซ่านั้นเล็งเห็นว่าอนาคตนั้นการเดินทางอวกาศควรจะเป็นเรื่องของบริษัทเอกชน และรัฐควรที่จะถอยตัวออกจากการยึดครองการเดินทางอวกาศเอาไว้เพียงฝ่ายเดียว จึงเลือกที่จะ outsource การส่งนักบินอวกาศให้กับบริษัทเอกชนแทน

โดยในปัจจุบัน มีบริษัท Boing และ SpaceX ที่ได้เซ็นสัญญากับรัฐบาลสหรัฐในการพัฒนาระบบขนส่งมนุษย์ไปยังอวกาศทางพาณิชย์ Commercial Crew Development (CCDev) การปล่อยให้ภาคเอกชนเข้ามาร่วมพัฒนานั้น ก่อให้เกิดการแข่งขัน ลดการผูกขาด และช่วยพัฒนาเทคโนโลยีให้ทันสมัยและลดต้นทุนการข่นส่งได้อย่างมาก

อย่างจรวด Soyuz ที่ใช้กันอยู่ทุกวันนี้นั้น เริ่มผลิตขึ้นมา 1966 และได้มีการบินไปแล้วกว่า 1700 ภารกิจ นับเป็นระบบจรวดที่มีการใช้บ่อยที่สุดในโลก แต่แม้กระนั้นก็ตาม เทคโนโลยีที่ใช้อยู่เกือบทั้งหมดนั้นก็ไม่ได้มีการเปลี่ยนแปลงไปจากยุคสงครามเย็นเท่าใดนัก และนักบินอวกาศที่เดินทางไปยังสถานีอวกาศก็ยังต้องเรียนรู้และศึกษาการกดปุ่มควบคุมและสวิตช์อนาล๊อกและแผงไฟมากมายในภาษารัสเซีย

ในทางตรงกันข้ามภาพที่เราเห็นภายใน Crew Dragon ของ SpaceX นั้น กลับเป็นภาพนักบินอวกาศในชุดดีไซน์สุดเก๋ กดปุ่มลงบนหน้าจอทที่เป็น touchscreen

นอกไปจากนี้ จรวด Falcon 9 ของ SpaceX นั้นมีค่าใช้จ่ายเพียงประมาณ $58 ล้านเหรียญ ซึ่งถูกกว่าโครงการกระสวยอวกาศเดิมเป็นอย่างมาก และถูกกว่าแม้แต่จรวด Soyuz ของรัสเซีย

ซึ่งภารกิจ Demo-2 นี้ เป็นเพียงภารกิจในการ "ทดสอบ" การขนส่งมนุษย์ขึ้นไปยังวงโคจรและเทียบท่ากับสถานีอวกาศนานาชาติเพียงเท่านั้น ยังมีภารกิจอีกมากที่จะตามมาในภายหลัง รวมไปถึงภารกิจของยานจากบริษัท Boeing อีกด้วย

ยิ่งไปกว่านั้น การส่งมนุษย์กลับขึ้นไปยังอวกาศจากผืนดินของสหรัฐโดยภาคเอกชนในครั้งนี้ ยังนับเป็นก้าวสำคัญอีกก้าวหนึ่ง ของแผนระยะยาวของสหรัฐที่จะส่งมนุษย์กลับไปยังดวงจันทร์ และดาวอังคาร ในอนาคตอันใกล้

ซึ่งไม่ว่าจะเป็นอย่างไรก็ตาม สิ่งที่แน่ชัดที่เกิดขึ้นในวันนี้ก็คือ ยุคสมัยของการเดินทางไปยังอวกาศโดยภาคเอกชน ได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว

อ้างอิง/อ่านเพิ่มเติม:
[1] https://www.technologyreview.com/2020/05/30/1002307/nasa-astronauts-spacex-crew-dragon-orbit-first-time-demo-2-iss/
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Commercial_Crew_Development
[3] https://www.foxbusiness.com/money/space-travel-what-it-costs-to-leave-earth
[4] https://www.facebook.com/matiponblog/photos/a.255101608033386.1073741828.255096768033870/501253260084885/
[5] https://www.facebook.com/matiponblog/photos/a.255101608033386/597298860480324

組立 0:29～　セット説明 6:17～　レゴの国際宇宙ステーションISSです。実際のISSをモチーフに細部まで再現しています。日本の実験棟「きぼう」の再現度も高くなっています。またスペースシャトルや他宇宙船、宇宙飛行士のナノフィグ3体がついてます。パーツ数は864個です。
★このセットの金額をチェック(Amazon)★
21321　https://amzn.to/2UYvo4D

この動画は大人の方が購入の参考にするための動画です（13 歳以上の視聴者を想定）。組立などの作業量、価格、ギミック、安全性など商品内容を把握していただき、実際に遊ぶ方に合致するかどうかの判断にお役立てください。なお、この製品はメーカーが対象年齢16歳以上と設定しています。この動画はその方々向けの動画です。

実験棟「きぼう」画像出典：Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%81%8D%E3%81%BC%E3%81%86
JAXAHP　https://iss.jaxa.jp/iss/about/config/


★★★ レゴ CITY（LEGO CITY）★★★
https://www.youtube.com/watch?v=VAIZGuJp3Mw&list=PLIGHmjuN0qTK3bxg-CzuEj13Z0a1XcAin

★★★ レゴ 2020（LEGO 2020）★★★
https://www.youtube.com/watch?v=pqlUzD656oI&list=PLIGHmjuN0qTJS4alnG-wmMs3v8dWDz8UD
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

【使用音楽】（music）
フリーBGM DOVA-SYNDROME
甘茶の音楽工房


#LEGO#レゴ #宇宙ステーション #レゴアイデア#スペースシャトル#ソユーズ#ナノフィグ