สาหร่ายจะไปอวกาศ

เกษตรก้าวไกล

การปลูกพืชในอวกาศ นับเป็นโจทย์วิจัยอันท้าทายที่องค์กรวิจัยด้านอวกาศทั่วโลกต่างให้ความสนใจกันเป็นอย่างมาก และหนึ่งในโครงการดีๆ ที่เกิดขึ้นด้วยวัตถุประสงค์เพื่อกระตุ้นความสนใจและเพิ่มพูนศักยภาพของเยาวชนไทยในการวิจัยทางด้านเทคโนโลยีอวกาศ ก็คือ The Student Zero-gravity Flight Experiment Contest ซึ่งเกิดจากความร่วมมือกันระหว่าง สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และ องค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (Japan Aerospace Exploration Agency : JAXA) หรือแจ๊กซา ซึ่งจัดต่อเนื่องมาถึงในปีนี้ เป็นครั้งที่ 8 แล้ว

เป็นความภูมิใจที่ในครั้งนี้ โครงงานวิจัยของ 4 เยาวชนไทย ได้รับการคัดเลือกให้ขึ้นไปทดลองบนเที่ยวบินไร้น้ำหนัก โดยน้องๆ คนเก่งได้สร้างอุปกรณ์ติดตามการเคลื่อนที่ของคลอโรพลาสต์เพื่อลำเลียงสารอาหารในสาหร่ายหางกระรอกบนเที่ยวบินไรน้ำหนัก ซึ่งถือเป็นข้อมูลพื้นฐานสำคัญสำหรับการปลูกพืชในอวกาศ ณ เมืองนาโกยา ประเทศญี่ปุ่น นอกจากนั้น น้องๆ ทั้งสี่ยังได้มีโอกาสเข้าพบ ดร.โมริ มาโมรุ นักบินอวกาศคนแรกของประเทศญี่ปุ่น รวมทั้งได้เยี่ยมชมศูนย์พัฒนาดาวเทียมขนาดเล็ก UNIFORM Project ของมหาวิทยาลัยวาเซดะด้วย

โครงงานวิจัยที่ผ่านการคัดเลือกให้ขึ้นไปทดลองบนเที่ยวบินไร้น้ำหนักในครั้งนี้ คือ การศึกษาไซโคลซิสของสาหร่ายหางกระรอกในสภาวะไร้น้ำหนัก ผลงานของนักศึกษา 4 คน ได้แก่ ศรีสุดา โรจน์เสถียร สุทธิเกียรติ ช่างเรือนงาม ปฐมพงษ์ เป้ามีพันธ์ และ ธนทรัพย์ ก้อนมณี โดยพวกเขาได้ออกแบบและสร้างชุดการทดลองขึ้นไปทดลองจริงๆ บนเครื่องบินที่ทำการบินแบบพาราโบลา คือโค้งขึ้นและลงเป็นรูปคลื่น ทำให้เกิดสภาวะไร้น้ำหนักประมาณ 20 วินาที ในแต่ละรอบ จำนวน 10 รอบต่อวัน เป็นจำนวน 2 วัน และใช้กล้องวิดีโอบันทึกผลการทดลองที่เกิดขึ้น เพื่อนำมาวิเคราะห์เปรียบเทียบกับผลการทดลองที่เกิดขึ้นบนผิวโลก

ธนทรัพย์ ก้อนมณี หรือน้องต่อ นักศึกษาชั้นปีที่ 3 ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวถึงงานวิจัยชิ้นนี้ว่า ต้องการศึกษาการเคลื่อนที่ของคลอโรพลาสต์ หรือกระบวนการไซโคลซิส (Cyclosis) ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของไซโทพลาซึม เพื่อช่วยลำเลียงสารอาหารที่ได้จากการสังเคราะห์แสง สารเมตาโบไลต์ สารพันธุกรรม และสารอื่นๆ ไปยังส่วนต่างๆ ภายในเซลล์ เพื่อการเจริญเติบโต ถือเป็นกระบวนการพื้นฐานที่มีผลต่อการดำรงอยู่ของพืชอย่างมาก

"เราอยากรู้ว่าในสภาวะไร้น้ำหนัก คลอโรพลาสต์ยังสามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆเซลล์ได้เช่นเดียวกับบนพื้นโลกหรือไม่ ซึ่งในงานวิจัยเราเลือกศึกษาในสาหร่ายหางกระรอก เพราะเป็นพืชที่มีใบบางขนาดเล็ก สามารถมองเซลล์ใบที่ยังมีชีวิต และเห็นคลอโรพลาสต์เคลื่อนที่ได้ง่าย เหมาะกับการทดลองในสภาวะไร้น้ำหนักที่จะเกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ เพียง 20 วินาที เท่านั้นครับ"

รูปแบบการทดลองนั้น สุทธิเกียรติ ช่างเรือนงาม หรือน้องเอ็ม นักศึกษาชั้นปีที่ 3 ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่า "ชุดทดลองจะทำงานภายใต้กล้องจุลทรรศน์ โดยติดตามวัดอัตราเร็วและสังเกตรูปแบบการเคลื่อนที่ของคลอโรพลาสต์ภายในเซลล์สาหร่ายหางกระรอกในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงเปรียบเทียบกับในสภาวะที่มีแรงโน้มถ่วงปกติหรือบนพื้นโลก ซึ่งการทดลองเป็นไปด้วยดี ผลจากการวิเคราะห์เบื้องต้นพบว่าคลอโรพลาสต์ สามารถเคลื่อนที่ได้ในสภาวะไร้น้ำหนัก ไม่ต่างกับบนพื้นโลก มีแนวโน้มที่พืชจะนำอาหารจากการสังเคราะห์แสงไปใช้เจริญเติบโตได้ ถือเป็นข้อมูลพื้นฐานสำคัญสำหรับการปลูกพืชในอวกาศครับ"

ปฐมพงษ์ เป้ามีพันธ์ หรือน้องเป้า นักศึกษาชั้นปีที่ 3 ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล เปิดใจว่า "ได้ทำวิจัยบนเที่ยวบินไร้น้ำหนักครั้งนี้ เป็นความโชคดีมากๆ เพราะช่วยเพิ่มพูนศักยภาพในการวิจัยด้านเทคโนโลยีอวกาศ ช่วยเปิดโลกทัศน์ได้เห็นงานวิจัยที่ได้นำขึ้นไปทดลองในสถานีอวกาศจริงๆ หลายชิ้น เช่น การทดลองเลี้ยงปลาในสถานีอวกาศ พบว่า ปลาควบคุมตัวเองให้ว่ายน้ำไปข้างหน้า เลี้ยวซ้าย ขวา ได้เหมือนบนพื้นโลก เป็นความรู้ใหม่ น่าทึ่งมากครับ และที่สำคัญ การได้สัมผัสสภาวะไร้น้ำหนักจริงๆ ทำให้รู้สึกตื่นเต้นและสนุกมาก ได้ลอยตัวอยู่ในสภาวะไร้น้ำหนักบนเครื่องบิน ถึงแม้เป็นช่วงเวลาสั้นๆ แต่เป็นโอกาสที่หาได้ยาก และที่พิเศษอย่างมากคือ ได้เข้าเยี่ยมชมศูนย์พัฒนาดาวเทียมขนาดเล็ก ซึ่งเป็นโครงการขนาดใหญ่ ที่ใช้นักวิชาการหลายสาขาและเทคโนโลยีขั้นสูงมาก รู้สึกตื่นตาตื่นใจและสร้างแรงบันดาลใจให้ผมสนใจงานวิจัยด้านนี้มากขึ้นครับ"

ขณะที่ ศรีสุดา โรจน์เสถียร หรือน้องดา นักศึกษาชั้นปีที่ 3 ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ กล่าวว่า "รู้สึกประทับใจ ได้รับประสบการณ์และบทเรียนที่มีค่าหลายอย่างจากการเข้าร่วมโครงการนี้ ได้ทำงานวิจัยร่วมกับผู้เชี่ยวชาญจากองค์การวิจัยด้านอวกาศระดับโลกอย่างแจ๊กซา ซึ่งเจ้าหน้าที่ทุกคนคอยให้ความรู้ แนะนำเราอย่างเป็นกันเองมาก และพวกเรายังได้พบกับ ดร.โมริ มาโมรุ นักบินอวกาศคนแรกของญี่ปุ่นอย่างใกล้ชิด ได้เห็นความเจริญก้าวหน้าของเทคโนโลยีที่นั่น และเห็นว่าญี่ปุ่นให้ความสำคัญกับการทำงานวิจัยมากแค่ไหน นอกจากนี้การวิจัยในสภาวะไร้น้ำหนักยังทำให้ได้รับความรู้ใหม่ๆ แม้การเดินทางไปอวกาศหรือสัมผัสสภาวะไร้น้ำหนักอาจดูไกลตัวสำหรับคนไทย แต่เชื่อว่างานวิจัยทุกเรื่องนั้นมีคุณค่าต่อการพัฒนาในวันข้างหน้า เช่น การทดลองครั้งนี้ในแง่หนึ่งอาจเป็นประโยชน์ต่อการเดินทางหรือใช้ชีวิตในอวกาศ แต่อีกแง่หนึ่งอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์รู้กลไกการเคลื่อนที่ของสิ่งต่างๆ ในเซลล์พืชเพิ่มขึ้น เพื่อนำไปพัฒนาหรือสร้างสิ่งที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ในวันข้างหน้าก็เป็นได้"

ที่ว่าจะเป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ในวันข้างหน้าก็คือว่า ผลการทดลองที่ได้นี้ ยังอาจเป็นประโยชน์ต่อการนำไปใช้วิจัยต่อยอดบนสถานีอวกาศนานาชาติในวันข้างหน้านั่นเองค่ะ เจ๋งจริงๆ!