อวกาศ ที่หมายสุดท้ายของมนุษยชาติ (ตอนที่ 1)

เรื่องโดย รวิศ ทัศคร

หากมองย้อนกลับไป กว่าจะมีวันนี้ที่มนุษย์ก้าวสู่การสำรวจอวกาศในปัจจุบัน เราก็ผ่านการพัฒนามามากมาย รวมถึงความทุ่มเทที่คนรุ่นก่อนหน้าลงแรงกายแรงสมองแรงใจ รวมถึงทรัพยากรมหาศาล บทความคราวนี้เราลองมองย้อนกลับไปดูกันครับว่า การสำรวจอวกาศยุคใหม่ เริ่มต้นจากที่ใด และมนุษย์กำลังมุ่งหน้าไปทางใดนับจากนี้

จริง ๆ แล้วการขึ้นสู่อวกาศอาจใช้เวลาเพียงไม่นาน ลองนึกภาพตัวเราเป็นนักบินอวกาศที่อยู่ในจรวดที่เตรียมปล่อย ทันใดนั้นมีเสียงคำรามกึกก้อง ห้องนักบินสั่นสะเทือนจากเครื่องยนต์หลักเริ่มทำงาน เครื่องทำงานเต็มกำลังจนคุณเริ่มสัมผัสถึงแรงโน้มถ่วงกดร่างกายทุกส่วน รู้สึกราวกับแขนขาถูกทับไว้ด้วยของหนัก ในขณะที่แรงขับดันหลายล้านปอนด์ผลักทั้งตัวคุณและจรวดขึ้นสู่ท้องฟ้า

เพียงนาทีเศษหลังเริ่มออกตัว คุณก็เดินทางไวกว่าความเร็วเสียงแล้ว เมื่อคุณเร่งความเร็วมากยิ่งขึ้น เสียงลมหวีดหวิวน่ากลัวจากนอกหน้าต่างดังทะลุผนังบาง ๆ ด้านนอกสุดของห้องนักบินเข้ามา หลังจากนั้นไม่นานก็มีเสียงดังสนั่น และคุณก็จะรู้สึกเหมือนถูกถีบจากด้านหลังเมื่อจรวดท่อนแรกสลัดหลุดออกไป และเครื่องยนต์จรวดท่อนที่สองเริ่มทำงาน ตอนนี้คุณอยู่สูงจากพื้นโลก 60 กิโลเมตรแล้ว และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วกว่า 10,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แถมยังเร่งความเร็วขึ้นเรื่อย ๆ อีก ท้องฟ้าเริ่มมืดลงเรื่อย ๆ จนกลายเป็นสีดำ และเมื่อบรรยากาศบางลง เสียงลม และเสียงสั่นสะเทือนก็ค่อย ๆ เงียบเสียงลงไป

ตอนนี้คุณอยู่สูง 300 กิโลเมตรเหนือพื้นโลกบนวงโคจร ทะยานไปด้วยความเร็วถึง 28,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งหมายความว่าทุกวินาทีที่ผ่านไป ตัวคุณจะเคลื่อนที่ไปได้ไกลถึง 7.8 กิโลเมตร เร็วกว่าเสียงถึงยี่สิบเท่า ทันใดนั้นเครื่องยนต์ก็หยุดทำงาน และคุณก็เริ่มรู้สึกถึงสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงเป็นครั้งแรก ลอยออกจากเก้าอี้จนเข็มขัดต้องฉุดรั้งตัวคุณไว้ ท้องไส้คุณอาจรู้สึกปั่นป่วนเหมือนอยากจะขย้อนออกมา แต่เมื่อมองไปนอกหน้าต่าง คุณจะเห็นโลกของเราหมุนอยู่เบื้องล่าง ปุยเมฆขาวสะอาดตัดกับมหาสมุทรสีคราม และตัดกับสีดำของอวกาศพื้นหลัง

คุณมาถึงอวกาศแล้วในที่สุด…

ความเป็นจริงอย่างหนึ่งที่เกิดขึ้นตลอดมาในประวัติศาสตร์ของคนเราก็คือ แรงผลักดันให้เทคโนโลยีก้าวหน้ามักจะมาจากความต้องการด้านสงครามและการทหาร มนุษย์เริ่มออกสู่อวกาศเป็นครั้งแรกในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2500 เมื่อสหภาพโซเวียตส่งดาวเทียมสปุตนิก (Sputnik) ซึ่งเป็นดาวเทียมดวงแรกขึ้นสู่วงโคจรรอบโลกระหว่างช่วงสงครามเย็น ในช่วงเวลานั้นชาติมหาอำนาจต่างแข่งกันพัฒนาจรวดมิสไซล์ขนาดใหญ่ที่เป็นขีปนาวุธข้ามทวีป (intercontinental ballistic missile: ICBM) เพื่อยิงหัวรบนิวเคลียร์ไปยังจุดหมายในการโจมตีที่อีกทวีป แต่กลับเป็นเจ้า ICBM นี่เองที่เปิดศักราชการสำรวจอวกาศของมนุษย์ขึ้น เมื่อนักออกแบบจรวดชาวรัสเซียได้ออกแบบจรวด ICBM ตระกูล R7 ของรัสเซียขึ้น และเจ้าจรวดตระกูลนี้เป็นผู้ที่นำสปุตนิกขึ้นสู่อวกาศ

จรวด R7 ของสหภาพโซเวียต และจรวดรุ่นอื่น ๆ ในเวลาต่อมาที่พัฒนามาจากรุ่นต้นแบบ
ที่มาภาพ : Wikipedia

หลังขึ้นสู่อวกาศ สปุตนิกก็โคจรรอบโลกทุก ๆ 96 นาที ซึ่งสถานีบนพื้นจะตรวจพบสัญญาณบี๊ป (beep) สั้น ๆ ที่มันส่งออกมาได้ ทำให้คนบนโลกยืนยันได้ว่ามันอยู่บนอวกาศแล้วจริง ๆ และหลังจากนั้นเพียง 1 เดือน ในเดือนพฤศจิกายน ดาวเทียมสปุตนิก 2 ก็ได้พาเอาสิ่งมีชีวิตขึ้นไปด้วย นั่นคือสุนัขไลกา (Laika) นั่นเอง ไลกาถูกส่งขึ้นไปเพื่อศึกษาผลของอวกาศที่จะมีผลต่อร่างกายนักบินเมื่ออยู่ในที่ที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำเป็นเวลานานและมีระดับรังสีเพิ่มขึ้นในวงโคจร โดยในยานมีระบบพยุงชีพ ทั้งอาหารเจล พัดลมที่จะเดินเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 15 องศาเซลเซียส อุปกรณ์ตรวจวัดคลื่นหัวใจและอัตราการหายใจ เครื่องกำเนิดออกซิเจน และอุปกรณ์ควบคุมไม่ให้เกิดภาวะเป็นพิษเพราะออกซิเจนสูงเกินไป รวมถึงระบบดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ และยังมีอุปกรณ์ตรวจวัดการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ และระดับรังสีคอสมิกอีกด้วย

แม้ว่าอุปกรณ์จะเพียบพร้อม แต่เจ้าไลกากลับตายในเวลาเพียง 6 ชั่วโมง หลังยานโคจรรอบโลกไปได้เพียง 4 รอบ จากความร้อนเกินขนาดเนื่องจากแกนจรวดที่นำส่งขึ้นวงโคจรไม่สามารถแยกตัวออกจากดาวเทียม เป็นเหตุให้ความร้อนสะสมและเครื่องปรับอากาศทำงานผิดปกตินั่นเอง ทางสหภาพโซเวียตได้สร้างอนุสาวรีย์ให้ไลกาในปี พ.ศ. 2551 ใกล้กับอาคารวิจัยทางทหารในกรุงมอสโก นอกจากนี้รูปประติมากรรมนูนต่ำของไลกายังปรากฏอยู่ที่ อนุสาวรีย์ผู้พิชิตอวกาศ (Monument to the Conquerors of Space) อีกด้วย สุนัขไลกานับเป็นส่วนหนึ่งของบุคคลสำคัญที่มีส่วนในการบุกเบิกความก้าวหน้าด้านอวกาศของรัสเซียขึ้นมา

ในวันที่ 15 พฤษภาคม พ.ศ. 2501 รัสเซียก็ได้ส่งดาวเทียมสปุตนิก 3 ขึ้นจากศูนย์ปล่อยอวกาศยานไบโคนูร์คอสโมโดรม (Baikonur Cosmodrome) ในคาซัคสถาน ซึ่งเป็นดาวเทียมที่มีวัตถุประสงค์เพื่อเก็บข้อมูลความดันและองค์ประกอบของบรรยากาศโลกชั้นบน ความเข้มข้นของอนุภาคที่มีประจุ โฟตอนในรังสีคอสมิก บรรดานิวเคลียสอนุภาคหนักในรังสีคอสมิก สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า รวมถึงอนุภาคอุกกาบาตด้วย (ปล่อยสู่วงโคจรช่วงเดียวกับดาวเทียมแวนการ์ด 1 ดาวเทียมดวงที่ 4 ของสหรัฐอเมริกา) แต่เนื่องจากตัวบันทึกเทปข้อมูลบนยานขัดข้อง ยานเลยไม่สามารถทำแผนที่ของแถบรังสีแวนอัลเลน(Van Allen radiation belt) ได้

แบบจำลองของดาวเทียม สปุตนิก 3
ที่มา : Wikipedia

เมื่อการแข่งขันด้านอวกาศเริ่มขึ้น ในปี พ.ศ. 2501 ข้างฝั่งสหรัฐอเมริกาก็ได้รวบรวมกิจกรรมด้านอวกาศของตนเอง และจัดตั้งองค์การขึ้นมาควบคุมดูแลภายใต้ชื่อ “องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ” หรือองค์การนาซา (NASA) ที่คนไทยรู้จักกันดี โดยก่อนหน้าที่จะมีการปล่อยสปุตนิก สหรัฐฯ ก็ได้พยายามพัฒนาขีดความสามารถของตนเองในการส่งดาวเทียมเช่นกัน จนในที่สุดส่งดาวเทียมดวงแรกของตนที่ชื่อเอกซ์พลอเรอร์ (Explorer) ขึ้นไปสำเร็จในวันที่ 31 มกราคม พ.ศ. 2501 โดยทีมวิศวกรจรวดชาวเยอรมันที่เคยพัฒนาขีปนาวุธให้กองทัพนาซี นำโดย แวร์เนอร์ ฟ็อน เบราน์ (ชื่อเต็ม Wernher Magnus Maximilian Freiherr von Braun) ซึ่งเป็นบุคคลสำคัญที่สหรัฐยกย่องให้เป็น บิดาแห่งจรวดและวิทยาศาสตร์อวกาศ

แวร์เนอร์ ฟ็อน เบราน์ กับทหารนาซี ที่เพเนอมึนเดอ (Peenemünde) ประเทศเยอรมนี ปี ค.ศ. 1941 (พ.ศ. 2484) โดยหลังสงครามโลกสิ้นสุดลง เขาและนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรชาวเยอรมันกว่า 1,600 ชีวิต ได้รับ “เชิญ” ตัวไปยังสหรัฐอเมริกาอย่างลับ ๆ ภายใต้ปฏิบัติการคลิปหนีบกระดาษ (operation paperclip) เพื่อมอบสัญชาติอเมริกันและทำเอกสารประจำตัวปลอมแปลงให้ เป็นการดึงคนมาเป็นกำลังในการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้แก่ประเทศ

ที่มาภาพ : Wikipedia

แวร์เนอร์ ฟ็อน เบราน์ พัฒนาจรวดวี 2 ที่เยอรมนีเคยใช้ถล่มเกาะอังกฤษ ให้กลายเป็นจรวดรุ่นใหม่ที่มีกำลังมากกว่าเดิม เรียกว่า จรวดจูปิเตอร์ ซี (Jupiter C, Juno) สำหรับใช้ปล่อยดาวเทียมเอกซ์พลอเรอร์ที่ติดตั้งอุปกรณ์ทดลองหลายอย่างขึ้นสู่อวกาศ หนึ่งในอุปกรณ์เหล่านั้นคือหัววัดไกเกอร์ (Geiger counter) เพื่อตรวจจับรังสีคอสมิก เป็นการทดลองที่ทำโดยนักวิจัยนาม เจมส์ แวน อัลเลน (James Van Allen) โดยหลังจากรวบรวมข้อมูลการวัดจากดาวเทียมอีกหลายดวง จึงมีข้อพิสูจน์ว่ามีแถบรังสีแวนอัลเลนซึ่งเป็นวงแหวนอนุภาคที่มีประจุอยู่รอบโลก

ในช่วงแรกสหภาพโซเวียตนำหน้าสหรัฐอเมริกาอยู่หลายขุมในด้านความสำเร็จของการสำรวจอวกาศ โดยส่งยานลูนา 2 (Lunar 2) ซึ่งเป็นวัตถุที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นไปชนดวงจันทร์ในปี พ.ศ. 2502 ตามด้วยยานลูนา 3 (Lunar 3) และหลังจากนั้นก็ส่งนักบินอวกาศคนแรกของโลก ยูริ กาการิน (Yuri Gagarin) ขึ้นไปโคจรรอบโลกได้สำเร็จเป็นประเทศแรก ใช้เวลาโคจร 1 รอบ 108 นาที ในวันที่ 12 เมษายน พ.ศ. 2504 (ขณะที่ผู้ใหญ่ลีตีกลองประชุม และไทยก็กำลังเดินหน้าสู่แผนพัฒนาการเศรษฐกิจแห่งชาติฉบับแรก) นอกจากนี้ยังประสบความสำเร็จในภารกิจเดินอวกาศ (spacewalk) เป็นครั้งแรก และส่ง วาเลนตินา เตเรชโควา (Valentina Tereshkova) นักบินอวกาศหญิงคนแรกของโลกขึ้นสู่อวกาศในยานวอสตอก 6 (Vostok 6) ใน พ.ศ. 2506 อีกด้วย

ทางฝั่งสหรัฐอเมริกาเอง ในช่วงการแข่งขันด้านอวกาศกับสหภาพโซเวียตก็กำลังศึกษาความเป็นไปได้ของการส่งยานที่มีนักบินขึ้นวงโคจรอย่างรีบเร่ง ภายใต้โครงการเมอร์คิวรี (Project Mercury) ซึ่งดำเนินการระหว่างปี พ.ศ. 2541-2501 และประสบความสำเร็จในการส่งนักบินอวกาศชาวอเมริกันคนแรก อลัน เชพเพิร์ด (Alan Shepard) ขึ้นสู่อวกาศวงโคจรต่ำ สามสัปดาห์หลังจาก ยูริ กาการิน แต่เชพเพิร์ดไม่ได้โคจรรอบโลกและใช้เวลาไปเพียง 15 นาที ก็กลับลงมาสู่ผิวโลก หลังจากนั้นประธานาธิบดีจอห์น เอฟ เคนเนดี ก็ปลุกเร้าให้ชาวอเมริกันทั้งชาติบรรลุเป้าหมายในการส่งคนไปลงดวงจันทร์และกลับมาสู่โลกอย่างปลอดภัยให้ได้ภายในไม่เกินสิบปี

หลังจากที่โครงการเมอร์คิวรีทดลองส่งมนุษย์ออกสู่อวกาศได้ องค์การนาซาจึงเริ่มเดินหน้าโครงการต่อไป คือ โครงการเจมินี (Project Gemini) ซึ่งเป็นโครงการต่อเนื่องของโครงการเมอร์คิวรี กินเวลา 20 เดือน มีภารกิจ 10 เที่ยว ในช่วงปี พ.ศ. 2508-2509 โดยออกแบบยานเดิมให้มีขนาดใหญ่ขึ้น แล้วทดลองให้นักบินและอุปกรณ์อยู่ในอวกาศเป็นเวลานานสองสัปดาห์ ก่อนจะทดลองบินเข้าหาจุดนัดพบและเชื่อมต่อกับยานอวกาศเป้าหมาย เพื่อศึกษาปัญหาที่อาจเกิดขึ้น และเก็บข้อมูลไว้ปูทางให้โครงการต่อไป คือ โครงการอะพอลโล (Project Apollo) ซึ่งนาซาเริ่มเอาไว้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2504 และส่งนักบินขึ้นไปจริงในภารกิจอะพอลโล 1 ปี พ.ศ. 2510 แต่เกิดอุบัติเหตุไฟไหม้เสียก่อนระหว่างซ้อมปล่อยยาน เพราะนอกจากวัสดุไวไฟ เช่น ไนลอนกับโฟม ที่มีมากมายในยาน ยังมีออกซิเจนบริสุทธิ์ ซึ่งเมื่อเกิดประกายไฟจากไฟฟ้าลัดวงจรใต้เบาะที่นั่งของเวอร์จิล กริสซัม (Virgil Grissom) หนึ่งในนักบิน ก็ทำให้เพลิงลุกลามอย่างรวดเร็ว จนความดันภายในยานสูงมาก นักบินพยายามเปิดประตูออกไปแต่ไม่ได้ เนื่องจากประตูยานเป็นแบบผลักจากด้านนอกเปิดเข้าตัวยาน ความดันในยานที่มากกว่าข้างนอกดันประตูจนแน่นเกินกำลังที่พวกเขาจะเปิดมันออกได้ พวกเขาเสียชีวิตทั้งหมด ความสูญเสียครั้งนี้ทำให้นาซาได้บทเรียน เปลี่ยนมาใช้วัสดุติดไฟยากทดแทน เปลี่ยนการออกแบบประตูเข้าออก และใช้อากาศผสมระหว่างออกซิเจนร้อยละ 60 ต่อไนโตรเจนร้อยละ 40 ในเวลาต่อมา ยานรุ่นใหม่ ๆ จึงมีความปลอดภัยสูงขึ้น

โครงการอะพอลโลชะงักไปพักใหญ่ เที่ยวบินถูกระงับไปกว่า 20 เดือน เพื่อแก้ไขปรับปรุงยานส่วนโมดูลบังคับการและบริการ (command and service module) และพัฒนายานอะพอลโลต่อจนกระทั่งเริ่มทดสอบการใช้จรวดแซตเทิร์น 4 (Saturn 4) ส่งยานอะพอลโล 4 ถึงอะพอลโล 6 ไปโคจรรอบโลกโดยไม่มีนักบิน ต่อมาอะพอลโล 7 โคจรรอบโลกโดยมีนักบิน อะพอลโล 8 โคจรรอบดวงจันทร์โดยปราศจากนักบิน อะพอลโล 10 โคจรรอบดวงจันทร์โดยมีนักบิน จนกระทั่งหน้าประวัติศาสตร์ได้รับการจารึกไว้โดยอะพอลโล 11 ที่มนุษยชาติได้ก้าวลงไปสัมผัสดวงจันทร์เป็นครั้งแรก โครงการอะพอลโลได้ลงจอดบนดวงจันทร์อีก 5 ครั้งนับจากนั้น คือ อะพอลโล 12 และอะพอลโล 14–17 ส่วนยานอะพอลโล 13 ไม่ได้ลงจอดเพราะถังออกซิเจนระเบิดทำให้โมดูลบริการได้รับความเสียหาย ลูกเรือประสบวิกฤตพลังงาน การสูญเสียอุณหภูมิในยาน การขาดแคลนน้ำ แต่ก็ยังใช้ความสามารถประคับประคองยานกลับโลกได้อย่างปลอดภัยโดยไม่มีผู้เสียชีวิต

หลังจากนั้นโครงการอะพอลโลที่ควรจะมีถึงอะพอลโล 20 ก็ถูกระงับไปเนื่องจากถูกตัดงบประมาณเพื่อทำสงครามเวียดนาม แต่โครงการฯ ทั้งหมดที่ผ่านมาก็ถือว่าประสบความสำเร็จอย่างงดงาม

ความพยายามเดินทางไปสำรวจอวกาศไม่ใช่เรื่องเพ้อฝันอีกต่อไป จากที่ส่งมนุษย์ขึ้นไปโคจรรอบโลกเป็นเวลาสั้น ๆ ไม่ถึงสองชั่วโมง ก้าวหน้าไปสู่โคจรรอบดวงจันทร์ที่อยู่ได้นานขึ้นเป็นหลักวัน และก้าวล้ำไปถึงมีมนุษย์ลงไปเหยียบดวงจันทร์ได้แล้ว ฉบับหน้าเราจะไปทำความรู้จักกับ “สถานีอวกาศ” เทคโนโลยีอวกาศสุดล้ำที่จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการสำรวจอวกาศกันครับ

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

https://en.wikipedia.org/wiki/Space_station
https://th.wikipedia.org/wiki/สถานีอวกาศ
https://en.wikipedia.org/wiki/Pioneer_program
https://en.wikipedia.org/wiki/Laika
https://en.wikipedia.org/wiki/Monument_to_the_Conquerors_of_Space
https://en.wikipedia.org/wiki/Sputnik_3
https://th.wikipedia.org/wiki/วาเลนตีนา_เตเรชโควา
https://aerospace.org/article/brief-history-space-exploration
https://www.britannica.com/science/space-exploration/United-States
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2023/01/55583main_vision_space_exploration2.pdf
https://www.nasa.gov/specials/60counting/spaceflight.html
https://phys.org/space-news/space-exploration/
https://www.thaipost.net/abroad-news/429095/
https://www.reuters.com/technology/space/china-double-size-space-station-touts-alternative-nasa-led-iss-2023-10-05/
https://th.wikipedia.org/wiki/โซยุส_เอ็มเอส-09
https://th.wikipedia.org/wiki/นาซา
https://th.wikipedia.org/wiki/โครงการอวกาศโซเวียต