เมื่อนักบินอวกาศญี่ปุ่นทดลองปลูกโหระพาในอวกาศเทียบกับบนพื้นโลก

นักบินอวกาศญี่ปุ่นทดลองปลูกโหระพาในสถานีอวกาศนานาชาติครบ 30 วัน พร้อมส่งต้นโหระพากลับสู่พื้นโลก เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์ผลการเจริญเติบโต และใช้เปรียบเทียบกับต้นโหระพาที่นักเรียนไทยปลูกบนพื้นโลก ภายใต้โครงการ Asian Herb in Space (AHiS) หวังสร้างแรงบันดาลใจให้เด็กไทยสนใจวิทยาศาสตร์อวกาศ

ดร.ณรงค์ ศิริเลิศวรกุล ผู้อำนวยการสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เปิดเผยถึงความคืบหน้า โครงการ Asian Herb in Space (AHiS) ว่า โครงการ AHiS เกิดจากความร่วมมือระหว่าง กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) โดยสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ หรือ สวทช. กับองค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น หรือ แจ็กซา (Japan Aerospace Exploration Agency: JAXA) เพื่อเปิดโอกาสให้นักเรียนไทยระดับชั้นมัธยมศึกษาหรือเทียบเท่า เข้าร่วมการทดลองปลูกโหระพาบนพื้นโลก ซึ่งมีวัตถุประสงค์ให้นักเรียนได้ศึกษาและวิจัยการปลูกพืชบนอวกาศสำหรับใช้ในการดำรงชีวิตและต่อยอดการวิจัยสู่การปลูกพืชบนดาวเคราะห์ดวงอื่น เพื่อรองรับการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์นอกโลกในอนาคต ทั้งนี้ภายหลังจากการปิดรับสมัคร (เมื่อวันที่ 15 มกราคม 2564) มีนักเรียนสมัครเข้าร่วมโครงการจำนวนมากถึง 312 ทีม จาก 133 โรงเรียนทั่วประเทศ โดยในแต่ละทีมจะมีสมาชิก 3 คน และอาจารย์ที่ปรึกษา 1 ท่าน

ดร.ณรงค์ กล่าวว่า ในส่วนของการทดลองปลูกโหระพาบนอวกาศ นายโซอิจิ โนกุจิ (Soichi Noguchi) นักบินอวกาศญี่ปุ่นของแจ็กซา ได้เริ่มทำการทดลองปลูกโหระพาในห้องทดลองคิโบะ (Kibo Module) บนสถานีอวกาศนานาชาติ ตั้งแต่วันแรก คือวันที่ 16 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา จากนั้นจะให้น้ำทุกๆ 10 วัน จนสิ้นสุดการทดลองครบ 30 วัน เมื่อวันที่ 18 มีนาคม 2564 ทั้งนี้ภายหลังเสร็จภารกิจนักบินอวกาศญี่ปุ่นได้ขอบคุณทุกคนที่สนับสนุนการทดลองโครงการ Asian Herb in Space และได้ส่งต้นโหระพาที่ทดลองปลูกบนสถานีอวกาศกลับมายังพื้นโลก โดยเก็บในอุณหภูมิติดลบ 80 องศาเซลเซียส เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์ผลการเจริญเติบโตต่อไป

สำหรับโครงการ AHiS ได้เปิดโอกาสให้นักเรียนทดลองปลูกโหระพาบนพื้นโลก เป็นระยะเวลา 30 วัน เพื่อเปรียบเทียบกับการปลูกโหระพาบนสถานีอวกาศนานาชาติ โดยใช้เมล็ดพันธุ์ชนิดเดียวกัน และปลูกในสภาพแวดล้อมเดียวกัน แตกต่างกันในเรื่องของแรงโน้มถ่วงเพื่อเรียนรู้ว่า สภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำมีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชอย่างไร และนำผลการทดลองที่ได้มาสร้างองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ใหม่ๆ เป็นการส่งเสริมการเรียนรู้ของนักเรียนในด้านสะเต็มศึกษา (STEM Education) สร้างแรงบันดาลใจ และกระตุ้นการเรียนรู้ผ่านการทำโครงงานวิทยาศาสตร์อวกาศ โดยในโครงการ AHiS นี้ ยังมีความพิเศษคือในระหว่างที่นักบินอวกาศญี่ปุ่นทดลองปลูกโหระพาบนอวกาศ จะส่งภาพถ่ายและคลิปวิดีโอมาให้นักเรียนไทยได้ดูการเจริญเติบโตของต้นโหระพาอวกาศเป็นประจำทุกวันทางทวิตเตอร์ https://twitter.com/Astro_Soichi ซึ่งสร้างความใกล้ชิดและทำให้เด็กๆ ได้รับแรงบันดาลใจในอาชีพนักบินอวกาศ รวมทั้งได้มีส่วนร่วมในการทดลองไปพร้อมๆ กัน

“การเจริญเติบโตของโหระพาบนสถานีอวกาศนานาชาติสร้างความน่าตื่นตาตื่นใจเป็นอย่างมาก เพราะการงอกจากเมล็ดสู่การตั้งลำต้นและแตกใบเป็นไปอย่างรวดเร็ว แม้จะอยู่ในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำนอกโลก โดยภายหลังจากที่นักบินอวกาศญี่ปุ่นได้เริ่มเพาะเมล็ดโหระพาเพียง 3 วัน เราก็ได้เห็นภาพถ่ายจากการทดลองบนอวกาศที่แสดงให้เห็นถึงการเจริญเติบโตของต้นโหระพาบนสถานีิอวกาศ ทั้งนี้หลังจากครบกำหนด 30 วัน นักบินอวกาศญี่ปุ่นได้นำต้นโหระพาออกมาจากกล่องปลูกเพื่อวัดขนาดของลำต้น ใบและราก เพื่อบันทึกผลการทดลอง อย่างไรก็ดีสาเหตุที่เลือกโหระพาเพราะเป็นพืชที่เติบโตง่ายและสังเกตการเปลี่ยนแปลงจากภายนอกได้ง่าย และยังเป็นพืชที่ปลูกได้ในหลายประเทศทั่วโลกอีกด้วย”

ผู้อำนวยการ สวทช. กล่าวเพิ่มเติมว่า โครงการ AHiS ได้ส่งเมล็ดพันธุ์โหระพาจากประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเป็นโหระพาพันธุ์เดียวกับที่ส่งไปทดลองปลูกในสถานีอวกาศนานาชาติ ให้แก่นักเรียนผู้เข้าร่วมโครงการ ทีมละ 40 เมล็ด ซึ่งนักเรียนจะต้องทำการทดลองปลูกตามคู่มือของแจ็กซา เป็นระยะเวลา 30 วัน โดยอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลองประกอบด้วย กล่องพลาสติกสำหรับปลูกพืช, ก้อนวัสดุปลูกพืช, ซีลระบายอากาศ และปุ๋ยชนิดผง 2 ชนิด โดยในการทดลองปลูกโหระพาของนักเรียนจะต้องควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ในช่วง 21-25 องศาเซลเซียส ความชื้นในห้องประมาณ 40-60% และเปิดหลอดไฟแสงสีขาวด้านบนกล่องปลูกตลอด 24 ชั่วโมง ซึ่งเป็นสภาะแวดล้อมที่เหมือนการทดลองปลูกโหระพาบนสถานีอวกาศนานาชาติ นอกจากนั้นแล้วนักเรียนที่เข้าร่วมโครงการทุกทีมจะได้รับข้อมูลผลการทดลองปลูกโหระพาบนสถานีอวกาศนานาชาติ เพื่อใช้ในศึกษาผลการทดลองในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำบนสถานีอวกาศนานาชาติเปรียบเทียบกับการทดลองปลูกของตนเองบนพื้นโลก

“ไม่เพียงการปลูกตามคู่มือของแจ็กซา นักเรียนยังต้องออกแบบการทดลองปลูกโหระพาด้วยแปรอิสระ เพื่อให้ได้ผลการทดลองที่แตกต่าง ซึ่งเป็นการฝึกฝนทักษะกระบวนการคิดและวิจัยทางวิทยาศาสตร์มากขึ้น ทั้งนี้เมื่อนักเรียนทดลองปลูกโหระพาครบ 30 วันแล้ว จะสรุปผลการทดลองทั้งหมดส่งเป็นรายงานมายังโครงการ AHiS โดยอ้างอิงจากรายละเอียดของการบันทึกข้อมูลตามคู่มือการทดลองของแจ็กซาต่อไป”

นายชนะชล จันทร์โชติ หรือ น้องมอส นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยพะเยา เยาวชนผู้เข้าร่วมโครงการ Asian Herb in Space (AHiS) กล่าวว่า ด้วยต้นทุนเดิมที่มีความสนใจเรื่องการตั้งถิ่นฐานใหม่บนดาวอังคารของอีลอน มัสก์ ซึ่งมีปัจจัยสำคัญเข้ามาเกี่ยวข้องคือการผลิตอาหารในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง ทำให้สนใจอยากเป็นฟันเฟืองหนึ่งในการศึกษาเรื่องนี้ กระทั่งได้ทราบข่าวโครงการ AHiS จึงสนใจสมัครพร้อมกับเพื่อน

“ผมเริ่มติดตามการปลูกโหระพาบนสถานีอวกาศนานาชาติร่วมกับอาจารย์ที่ปรึกษาตั้งแต่วันแรกที่นักบินอวกาศลงมือปลูก เพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นว่าเป็นไปตามสมมติฐานหรือไม่ นอกจากนี้ในแต่ละสัปดาห์ทุกกลุ่มที่โรงเรียนยังได้รวมตัวกันเพื่อแลกเปลี่ยนแนวคิดการทดลองร่วมกันด้วย ทั้งนี้ภายในกลุ่มเลือกทดลองในหัวข้อการศึกษาผลกระทบของคลื่นความถี่เสียงต่อการเจริญเติบโตของพืช โดยใช้คลื่นเสียงเข้ามาเป็นปัจจัยเสริมเร่งการเจริญเติบโตของต้นโหระพาในห้องทดลองที่มีการควบคุมสภาพแวดล้อมเป็นอย่างดี ควบคู่ไปกับการปลูกตามข้อกำหนดของโครงการ เพื่อศึกษาความแตกต่างที่เกิดขึ้น พวกเราเชื่อว่าการได้ทดลองปลูกด้วยสภาวะที่ไม่เหมือนปกติ จะทำให้การเรียนรู้ก้าวไปข้างหน้า และนั่นอาจทำให้ได้พบสมมติฐานใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเรื่องนี้ต่อไป”

ส่วน นายศุภกร กาตาสาย หรือ น้องโจ้ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยพะเยาซึ่งอยู่ในกลุ่มเดียวกัน กล่าวเสริมว่า ขณะนี้ปลูกโหระพาได้ 12 วันแล้ว ซึ่งสาเหตุของการใช้เสียงกระตุ้นนั้น เป็นสมมุติฐานของกลุ่มที่เคยศึกษาข้อมูลพบว่า เสียงมีผลต่อการกระตุ้นปากใบของพืช ในการดูดซึม การพ่นปุ๋ยและรับสารอาหารได้ดีขึ้น จึงนำมาทดลองใช้เสียงที่คลื่นความถี่เดียว 1,000 เฮิรตซ์ (hertz) ในช่วงเช้าของทุกวันประมาณ 30 นาที ซึ่งพบว่าการปลูกโหระพาที่ใช้คลื่นเสียงสามารถตอบสนองต่อเสียงและเจริญเติบโตได้ดี อย่างไรก็ดีผลที่ได้เป็นเพียงการทดลองเบื้องต้นอาจจะต้องมีการทำซ้ำเพื่อพิสูจน์สมมุติฐานต่อไป ทั้งนี้ประสบการณ์ดังกล่าวถือเป็นการเรียนรู้จากการลงมือทำ ซึ่งแตกต่างจากการเรียนในห้องเรียนและการทำกิจกรรมอื่นๆ ที่เคยเรียนรู้ ทั้งนี้ส่วนตัวคิดว่าเรื่องอวกาศควรจะเป็นเรื่องที่ทุกคนจับต้องได้ เพราะเป็นความก้าวหน้าและความน่าสนใจของมวลมนุษยชาติ โดยเฉพาะเด็กๆ และเยาวชน ซึ่งในอนาคตน่าจะทำงานด้านนี้มากขึ้น”

ด้าน นางสาวจิณห์วรา บุญนาค หรือ น้องโตเกียว นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยพะเยา กล่าวว่า ในกลุ่มได้ทดลอง การใช้สารพาโคลบิวทราโซลเพื่อศึกษาการเจริญเติบโตของต้นโหระพา โดยสารพาโคลบิวทราโซลคือสารยับยั้งความสูงของต้นโหระพา ทั้งนี้เริ่มปลูกโหระพาเข้าสู่วันที่ 10 แล้ว พบโหระพามีการงอกของเมล็ดออกมา 15 เมล็ด จากการปลูก 16 เมล็ด โดยเป็นลักษณะต้นกล้าแตกใบอ่อนเล็กน้อย

“ขั้นต่อไปเราเตรียมทดลองใช้สารยับยั้งความสูงแบบน้ำผสมกับปุ๋ยน้ำ โดยใช้ 200 มิลลิกรัมต่อน้ำ 1 ลิตร โดยรดน้ำปกติครั้งละ 50 มิลลิลิตร ในกล่องปลูก อย่างไรก็ตามจะมีการให้สารยับยั้งความสูงทุกๆ 10 วัน โดยตั้งสมมติฐานว่าหลังเสร็จสิ้นการทดลองครบ 30 วัน ต้นโหระพาจะลดขนาดความสูงลง แต่ยังคงได้ผลผลิตไม่ต่างจากเดิม ซึ่งจะเป็นแนวทางในการปลูกพืชในอวกาศ เพื่อช่วยประหยัดพื้นที่ในอนาคต”

ขณะที่ นายจักรภพ ขัติศรี หรือ น้องเนม นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยพะเยา กล่าวว่า ในกลุ่มสนใจศึกษาในหัวข้อ ภาวะเครียดจากการเขย่าที่มีผลต่อการเติบโตของโหระพา ซึ่งการเขย่ากล่องปลูกต้นโหระพาด้วยเครื่องเขย่าความเร็ว 130 รอบต่อนาที เป็นเวลา 30 นาที จะทำให้เกิดสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ ซึ่งกลุ่มฯ ได้มีการทดลองปลูกแล้ว 11 วัน ผลที่ได้มีความใกล้เคียงกับการปลูกบนสถานีอวกาศนานาชาติของนักบินอวกาศญี่ปุ่นค่อนข้างมาก นอกจากนั้นแล้วในกลุ่มยังได้เรียนรู้ว่าพืชมีฮอร์โมนชื่อว่าออกซิน (Auxin) เป็นฮอร์โมนพืชที่สร้างขึ้นจากกลุ่มเซลล์เนื้อเยื่อบริเวณยอดใบอ่อน มีผลต่อการแบ่งเซลล์และการขยายเซลล์ของพืชที่ทำให้พืชเจริญเติบโตสูงขึ้น จึงมีการตั้งสมมติฐานต่อไปว่า หากพืชอยู่ในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำเป็นเวลานานขึ้นอาจจะส่งผลทำให้พืชมีการเจริญเติบโตมากกว่าการปลูกแบบปกติ ซึ่งตรงกับการศึกษาค้นคว้าเพิ่มเติมที่พบว่าการปลูกพืชในอวกาศแบบสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำนั้นจะทำให้เกิดชีวมวลในต้นพืช ซึ่งเป็นผลมาจากการที่พืชได้รับอาหารเหลวและธาตุอาหารที่ดีขึ้นนั่นเอง

นายภวัต เพียรงาม หรือ น้องปุน นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยพะเยา กล่าวเสริมว่า โครงการ AHiS นับว่าเป็นโอกาสที่ดีที่พวกเราเยาวชนไทยได้รับประสบการณ์ความรู้ครั้งนี้ เพราะน้อยคนที่จะได้เรียนรู้จากการทดลองจริงเปรียบเทียบกับนักบินอวกาศ เนื่องจากเรื่องอวกาศใช้ต้นทุนสูงที่จะได้ศึกษาร่วมกับนักบินอวกาศแบบนี้ จึงเป็นผลดีต่อตนเองและเพื่อนๆ ที่ได้ศึกษาในเรื่องนี้ ที่สำคัญเรื่องอวกาศเป็นสิ่งที่มนุษย์ทุกคนสนใจอยู่แล้ว ดังนั้นจึงเป็นประสบการณ์อันล้ำค่าที่จะนำไปต่อยอดได้ในอนาคต

ผู้สนใจศึกษาและลุ้นผลการทดลองปลูกโหระพาบนพื้นโลกไปกับน้องๆ นักเรียนไทย เปรียบเทียบกับการปลูกบนสถานีอวกาศนานาชาติ สามารถเยี่ยมชมการทดลองโครงการ AHiS ผ่านทาง Facebook เพจ NSTDA SPACE Education ที่ https://www.facebook.com/NSTDASpaceEducation