สมาคมดาราศาสตร์ไทย

จิ้งจกอวกาศ นวัตกรรมใหม่จากนาซา

17 ส.ค. 2558
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
เคยสงสัยกันไหม จิ้งจกไต่ผนังได้อย่างไรโดยไม่ตกลงมา?

สัตว์ตระกูลจิ้งจกและตุ๊กแกมีฝ่าตีนที่ยึดเกาะได้ ไม่ใช่ด้วยแรงสุญญากาศ ไม่ใช่เพราะฝ่าตีนเหนียวเหมือนกาว  แต่ตีนจิ้งจกเหนือชั้นกว่านั้น 

ในสสาร อิเล็กตรอนที่อยู่รอบนิวเคลียสกระจายตัวอย่างไม่สม่ำเสมอ แต่ละโมเลกุลของสสารจึงมีบางด้านมีประจุลบ บางด้านมีประจุบวก ด้านที่มีประจุบวกของโมเลกุลหนึ่งก็จะมีแรงดึงดูดยึดเกาะกับด้านที่มีประจุลบของโมเลกุลข้างเคียง แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลนี้คือ แรงแวนเดอวาลส์ ซึ่งเป็นแรงที่สร้างการยึดเกาะให้ตีนจิ้งจก ฝ่าตีนจิ้งจกมีขนขนาดจิ๋วจำนวนนับล้าน ซึ่งจิ้งจกสามารถเปิดปิดแรงยึดเกาะนี้ได้เพียงแค่ออกแรงกดตีนลงไปบนพื้นเพื่อเบนขน

หลักการของตีนจิ้งจกดีเสียจนนาซาต้องลอกเลียนแบบไปทำเป็นตีนหุ่นยนต์ที่วันหนึ่งในอนาคตอาจต้องไปไต่อยู่ภายนอกของสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อตรวจสอบสภาพหรือซ่อมแซมบางอย่าง
อารอน พาร์เนส วิศวกรจากเจพีแอลของนาซากล่าวว่า "ในอนาคตเราอาจใช้หุ่นยนต์ติดตีนจิ้งจกไปปฏิบัติภารกิจอื่น ๆ ในวงโคจร เช่นคว้าจับดาวเทียมมาซ่อมแซม หรือเก็บกวาดขยะอวกาศที่กีดขวางให้พ้นทาง"
ตีนจิ้งจกประดิษฐ์ที่เจพีแอลพัฒนาขึ้นนี้ทำงานในแบบเดียวกัน มีลักษณะเหมือนฝ่าตีนจิ้งจก มีขนสังเคราะห์ที่เล็กกว่าเส้นผมมนุษย์มากและสร้างแรงยึดเกาะได้ด้วยการออกแรงกดลงไปบนพื้นผิว ตีนจิ้งจกรุ่นล่าสุดที่สร้างขึ้นมารับแรงดึงได้ 150 นิวตัน

ระบบการยึดเกาะแบบนี้มีข้อดีคือไม่เสื่อมสภาพไปตามอายุการใช้งานอย่างเทปกาว และยังทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่โหดร้ายเช่นร้อนจัด หนาวจัด ความดันสูง หรือมีรังสีเข้มข้น 

ขณะนี้ได้มีการนำเอาระบบนี้ไปทดลองใช้ในสภาพแรงโน้มถ่วงน้อยที่จำลองขึ้นบนเครื่องบินแล้ว และได้มีการนำเอาไปติดไว้ให้แก่ขาของหุ่นยนต์ที่ชื่อว่าลีเมอร์ ซึ่งจากการทดสอบสามารถไต่ไปบนส่วนประกอบที่ทำเลียนแบบแผงเซลสุริยะและส่วนอื่น ๆ ของยานอวกาศได้แล้ว
ลีเมอร์ หุ่นยนต์ทดสอบ สามารถไต่ไปตามนอกสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อปฏิบัติงานติดตั้งและซ่อมบำรุงได้ ด้วยระบบการยึดเกาะยานที่สร้างขึ้นเลียนแบบตีนจิ้งจก

ลีเมอร์ หุ่นยนต์ทดสอบ สามารถไต่ไปตามนอกสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อปฏิบัติงานติดตั้งและซ่อมบำรุงได้ ด้วยระบบการยึดเกาะยานที่สร้างขึ้นเลียนแบบตีนจิ้งจก (จาก NASA/JPL-Caltech)

ฝ่าตีนจิ้งจก <wbr>ประกอบด้วยขนเส้นเล็กๆ <wbr>นับล้านเส้น <wbr>สร้างการยึดเกาะด้วยการควบคุมแรงแวนเดอวาลส์<br />

ฝ่าตีนจิ้งจก ประกอบด้วยขนเส้นเล็กๆ นับล้านเส้น สร้างการยึดเกาะด้วยการควบคุมแรงแวนเดอวาลส์
(จาก Wikimedia Commons)