พระพิฆเนศลอยได้ จริงหรือ???

(ดร.วากาตะกับพระพิฆเนศพระราชทานในสถานีอวกาศนานาชาติ)

องค์การอวกาศญี่ปุ่น หรือแจกซา (Japan Aerospace Exploration Agency: JAXA)ได้นำคลิปที่บันทึกจากสถานีอวกาศนานาชาติ  ซึ่งคลิปดังกล่าวเป็นการบันทึกภาพ ดร.โคอิจิ วากาตะ (Dr.Koichi Wakata) พร้อมด้วยพระพิฆเนศพระราชทานในสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ซึ่งเขาได้นำติดตัวขึ้นไประหว่างปฏิบัติกิจอยู่ในส่วนห้องปฏิบัติการอวกาศคิโบ (Kibo) บนสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station: ISS) ซึ่งก่อนที่ ดร.วากาตะจะเดินทางขึ้นไปประจำบนสถานีอวกาศฯ นั้น ในปี 2548 เขาได้มาเยือนประเทศไทย และมีโอกาสได้เข้าเฝ้าฯ สมเด็จพระเทพฯ ในงานสัปดาห์วิทยาศาสตร์ จากนั้นเขาได้กราบทูลขอพระราชทานสิ่งของติดตัวขึ้นไปบนสถานีอวกาศ ซึ่งสมเด็จพระเทพฯ ได้พระราชทานพระพิฆเนศไม้แก่นักบินอวกาศญี่ปุ่นนอกจากพระพิฆเนศที่ ดร.วากาตะนำติดตัวขึ้นไปบนสถานีอวกาศแล้ว เขายังนำต้มยำกุ้ง ซึ่งเป็นอาหารไทยที่รู้จักกันดีขึ้นไปบนสถานีอวกาศด้วยนักบินอวกาศผู้นี้มีภารกิจบนสถานีอวกาศ 3 เดือน และจะเดินทางกลับโลกในวันที่ 29 มิ.ย.52 (ที่มาhttps://www.manager.co.th/Science/ViewNews.aspx?NewsID=9520000070436)วันที่ 22 มิถุนายน 2552

สิ่งของลอยได้ในอวกาศเพราะสภาพไร้น้ำหนัก
         สภาพไร้น้ำหนัก คืออะไร ?                       

           Weightlessness  สภาพไร้น้ำหนัก  เป็นสภาพที่วัตถุไม่มีแรงกระทำต่อสิ่งแวดล้อม
           True Weightlessness   สภาพไว้น้ำหนักที่แท้จริง เป็นสภาพไร้น้ำหนักที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุอยู่ในบริเวณที่ไม่มีแรงโน้มถ่วง
           Apparent Weightlessness สภาพไร้น้ำหนักปรากฏ เป็นสภาพของวัตถเสมือนว่าไม่มีแรงโน้มถ่วงกระทำ เกิดขึ้นเมื่อวัตถุทั้งสองมีความเร่ง อย่างเป็นอิสระในทิศทางเดียวกัน

(นักบินอวกาศอยู่ในยานที่โคจรรอบโลกตกอย่างอิสระในทิศทางเดียวกับยานอวกาศ 
ดังนั้นจึงมีสภาพไร้น้ำหนักปรากฏภายในยาน)

               เราเคยเห็นนักบินอวกาศลอยไปมาอยู่ในกระสวยอวกาศ   และอาจนึกไปว่าเขากำลังสนุกสนานกับสภาวะไร้น้ำหนัก  แต่ที่จริงแล้ว  ถ้าคุณมีโอกาสขึ้นไปอยู่บนนั้น   มันเป็นการทรมานร่างกายแบบหนึ่งทีเดียว  เริ่มต้นคุณจะรู้สึกคลื่นไส้ อยากอาเจียน   ศีรษะและช่องอากาศในจมูกบวม   ขาลีบเล็กลง     กล้ามเนื้อของคุณอ่อนกำลัง   กระดูกเริ่มเปราะ ผลเหล่านี้มากขึ้นเรื่อยๆเมื่อคุณยิ่งอยู่นานขึ้น   เช่นถ้าคุณได้รับมอบหมายให้ไปดาวอังคาร  ซึ่งต้องใช้เวลาในการเดินทางไปกลับไม่น้อยกว่า 6 ปี

เผชิญกับแรงโน้มถ่วงที่น้อยนิด

         สมมติว่าคุณได้สวมชุดนักบินอวกาศ  และอยู่บนที่นั่ง แบบนอนหงายบนกระสวยอวกาศ พร้อมทะยานขึ้น   ท่ายืนปกติกบนผิวโลก  แรงโน้มถ่วงจะดึงดูดเลือดให้ไปอยู่ที่ส่วนล่างของขา  แต่เมื่อคุณอยู่ในกระสวยอวกาศ คุณอยู่ในท่านอนหงาย   แรงโน้มถ่วงจะกระจายเลือดไปตามส่วนต่างๆของร่างกาย  เมื่อจรวดถูกจุดขึ้นแรงดันอันมหาศาลดันจรวดขึ้นสู่เบื้องบน   คุณจะรู้สึกได้ถึงแรงผลัก ที่เกิดจากอัตราเร่ง  และผลักคุณให้ติดกับที่นั่ง   น้ำหนักเพิ่มขึ้นกว่า 3  เท่า   เมื่อเทียบกับน้ำหนักบนผิวโลก  (เป็นกรณีเดียวกับการนั่งรถไฟเหาะตีลังกา)    บริเวณอกถูกแรงกดอัดลง   และการหายใจลำบากมากขึ้น  ประมาณ 8  นาทีครึ่งที่คุณต้องเผชิญ   ต่อจากนั้นคุณก็จะได้ไปอยู่ในอวกาศ  และพบกับประสบการณ์ สภาวะไร้น้ำหนัก
         ภายในยานอวกาศ ยังมีแรงโน้มถ่วง  แต่มีอยู่น้อยมาก  ทำให้คุณแทบไม่มีน้ำหนัก  ความรู้สึกที่อยู่บนผิวโลกไม่เหมือนกับที่อยู่บนกระสวยอวกาศ   เปรียบเทียบได้กับการชั่งน้ำหนักบนเครื่องชั่งในห้องน้ำ คุณสามารถเห็นน้ำหนักได้  เพราะแรงโน้มถ่วงของโลกกดคุณลงสู่พื้น  ส่วนเครื่องชั่งอยู่กับที่  เครื่องชั่งจึงดันคุณขึ้นด้วยแรงเท่ากับน้ำหนักที่กดลงไป และแรงนี้ก็คือน้ำหนักของตัวคุณนั่นเอง  อย่างไรก็ตามถ้าคุณกระโดดออกจากเครื่องบินพร้อมกับเครื่องชั่ง    ทั้งเครื่องชั่งและตัวคุณตกลงในแนวดิ่งพร้อมกัน  ด้วยความเร่งโน้มถ่วงของโลก  น้ำหนักบนตาชั่งเป็นศูนย์ ไม่มีแรงกระทำบนเครื่องชั่ง
         บนผิวโลกผมยาวของคุณจะตกลงปรกบ่า  แต่เมื่อไปอยู่บนกระสวย มันจะลอยขึ้น   และถ้าคุณรินน้ำออกจากแก้ว น้ำจะอยู่ในรูปหยดขนาดใหญ่  พอคุณใช้มือแตะ  หยดน้ำจะแตกออกเป็นหยดเล็กๆหลายหยด  เหตุที่มันอยู่ในสภาพเป็นหยดเพราะแรงตึงผิวบนของเหลว  อาหารและลูกกวาดลอยอยู่บริเวณริมฝีปากคุณ  ขณะที่นั่งอยู่บนโต๊ะ     คุณจะไม่รู้สึกเลยว่าอยู่ในท่านั่ง  ถ้าคุณไม่ยึดตัวและเท้าไว้  คุณก็จะลอยไปมา ด้วยเหตุผลนี้ บนกระสวยจึงต้องสร้างที่จับยึดไว้ตลอดตัวยาน

ความรู้สึก

            เมื่ออยู่บนกระสวย  คุณรู้สึกคลื่นไส้  กำหนดทิศทางไม่ได้ ปวดศรีษะ อึดอัด ยิ่งคุณอาศัยอยู่นานเท่าไร   กล้ามเนื้อและกระดูกจะยิ่งอ่อนแอลงเท่านั้น

อาการป่วยในอวกาศ

             ขณะที่คุณนั่งอยู่บนรถไฟเหาะตีลังกา ความรู้สึกที่เกิดขึ้นเหมือนกับในอวกาศ  ซึ่งเกิดจากที่สมองได้รับข้อมูลจากอวัยวะการทรงตัวผิดเพี้ยนไป  เช่น  ข้อมูลที่ได้จากหู  และตา  เป็นต้น    ระบบการทรงตัว ทำงานไม่เป็นปกติ   ดังนั้นขณะที่ตาของคุณมองเห็นว่ายืนขึ้น   แต่ว่าสมองไม่ได้รับสัญญาณจากระบบการทรงตัว  จึงเกิดความสับสนขึ้น  ทำให้คลื่นไส้  อาจอาเจียน   และไม่มีความอยากอาหาร  หลังจากเป็นอยู่หลายวัน   สมองเริ่มปรับตัว  และดีขึ้นเป็นลำดับ  องค์การอวกาศนาซา  ต้องใช้ยาติดไว้กับผิวหนังของนักบินอวกาศ   เพื่อจัดการกับอาการวิงเวียนเหล่านี้   เมื่อร่างกายปรับตัวได้แล้วจึงหยุดให้ยา
             หน้าบวมกับขาลีบ เมื่อไม่มีแรงโน้มถ่วง  หน้าคุณจะเต็มอิ่ม   และโพรงจมูกบวม  หายใจไม่ค่อยสะดวก   ทำให้ปวดศรีษะ  และไม่สบายได้ในอวกาศ  บนโลกให้คุณทดลองห้อยหัวลง โดยผูกขาไว้กับต้นไม้ หรือราวเหล็กก็ได้   เลือดจะไหลเวียนไปทางศรีษะมากกว่าลำตัว   ลักษณะการนี้เหมือนอยู่บนยานอวกาศ   บนผิวโลกแรงโน้มถ่วงดึงเลือดลงไปอยู่ที่ส่วนล่างของร่างกาย  แต่บนยานอวกาศ   เลือดจะไหลย้อนกลับจากขาไหลไปที่ทรวงอก  กับศีรษะ    หน้าจึงบวมอิ่ม   และโพรงจมูกตัน  ดูที่ภาพประกอบ   ของเหลวในขาลดน้อยลง  ทำให้ขาลีบ

    (ภาพซ้าย  นายStory  Musgrave  นักบินอวกาศถ่ายบนโลก 
ส่วนภาพขวาถ่ายไว้เมื่ออยู่บนยานอวกาศหน้าและแก้มอิ่มบวม)

กล้ามเนื้ออ่อนกำลัง

      ในอวกาศร่างกายคู้ตัวแบบทารกที่อยู่ในมดลูก  ตำแหน่งนี้กล้ามเนื้อแทบไม่ได้ใช้งาน  บนโลกกล้ามเนื้อต้องคอยรับน้ำหนักในตำแหน่งยืนขึ้นของร่างกาย  (ต้านกับแรงโน้มถ่วง) ยิ่งคุณอยู่ในสถานีอวกาศนานเท่าไร   มวลของกล้ามเนื้อก็จะยิ่งลดลงเท่านั้น  เป็นสาเหตุหนึ่งทีทำให้คุณอ่อนแอลง  เป็นปัญหาสำคัญยิ่ง  ถ้าจะส่งนักบินอวกาศเดินทางไปดาวอังคาร

กระดูกเปราะ

      บนโลก กระดูกต้องรับน้ำหนักของร่างกาย  ขนาดและมวลของกระดูกสมดุลกับน้ำหนัก  แต่บนยานอวกาศกระดูกของคุณไม่จำเป็นต้องรับน้ำหนัก   ทำให้อัตราการเกิดของกระดูกใหม่ลดลง  ส่วนอัตราการตายของเนื้อกระดูกยังคงเดิม  ยิ่งคุณอาศัยอยู่บนอวกาศนานเท่าไร  เนื้อกระดูกก็ยิ่งลดลงมากเท่านั้น  อยู่ประมาณ 1 เปอร์เซนต์ต่อเดือน  การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้กระดูกเปราะ  และแตกหักได้ง่าย  เมื่อกลับมาอยู่บนโลก    ยังไม่มีนักวิทยาศาสตร์คนใดกล้ารับประกันว่า  เนื้อกระดูกจะกลับมาเหมือนเดิมหรือไม่  กำลังมีการวิจัยเรื่องนี้อยู่วิธีหนึ่งที่ใช้ป้องกันการสูญเสีย เนื้อกระดูก  คือเพิ่มปริมาณแคลเซี่ยมให้มากขึ้น  แต่ปัจจัยแทรกซ้อนที่เกิดขึ้นคือ ไตทำงานหนักขึ้น   และเป็นสาเหตุทำให้เกิดนิ่วได้  
      เมื่อเลือดไหลย้อนกลับไปบนศีรษะ  หัวใจมีขนาดโตและปั๊มเลือดในแต่ละจังหวะมากขึ้น  ไตตอบสนองต่อการไหลของเลือดที่เพิ่มขึ้น โดยผลิตปัสสวะมากขึ้น  ต่อม Pituitary  หลั่งฮอร์โมนบางตัวออกมา  ทำให้คุณกระหายน้ำน้อย ระดับน้ำในร่างกายลดต่ำลง  อย่างไรก็ตามไม่ใช่อาการที่น่ากังวลนัก   เมื่อกลับโลก   แรงโน้มถ่วงจะดึงของเหลวกลับจากศีรษะลงสู่ขา   เมื่อดื่มน้ำมากขึ้น  หลายวันถัดไป   ระดับน้ำจะกลับเข้าสู่ปกติได้เอง เพราะไตทำงานหนัก จึงไปลดฮอร์โมนบางตัวที่กระตุ้นให้สร้างเม็ดเลือดในไขกระดูก  เกิดอาการเลือดจางได้  แต่ไม่ใช่อาการที่น่ากังวลนัก   เมื่อกลับโลก  ฮอร์โมนตัวนี้จะถูกฉีดออกมาเหมือนเดิม และกระตุ้นให้เม็ดเลือดกลับเข้าสู่ภาวะปกติ

ปัญหาสำหรับการอภิปราย

      1.  พระพิฆเนศหรือสิ่งของอื่น ๆ สามารถลอยได้ในอวกาศหรือไม่ เพราะอะไร
      2.  เมื่อต้องเผชิญกับสภาพไร้น้ำหนักในอวกาศ นักบินอวกาศได้รับผลกระทบอย่างไร

ค้นคว้าเพิ่ม เสริมความรู้
      1.  นักบินอวกาศที่ต้องปฏิบัติภารกิจในอวกาศ มีวิธีแก้ปัญหาการเผชิญสภาพไร้น้ำหนักอย่างไร

บทความนี้เหมาะสำหรับนักเรียนช่วงชั้นที่ 2 หรือผู้สนใจทั่วไป

อ้างอิง

1.  https://www.rmutphysics.com/charud/howstuffwork/howstuff1/weightlessness/weightlessnessthai2.htm
       2. https://www.rmutphysics.com/charud/howstuffwork/howstuff1/weightlessness/weightlessnessthai1.htm      

ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=879