ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

NASA พัฒนากระบวนการกำจัด “ไบโอฟิล์ม” ในอวกาศ

20 ก.ค. 674 นาที20 ก.ค. 67

ปัญหา “ไบโอฟิล์ม” ที่ก่อตัวเกาะตามพื้นผิวต่าง ๆ ไม่ได้เป็นปัญหาที่ต้องเผชิญแค่บนโลก แต่นอกโลกปัญหานี้ก็ไม่เว้น และเป็นปัญหาที่กำจัดยากยิ่งกว่า ซึ่งส่งผลต่อระบบการระบายน้ำเสียในยานอวกาศ

ขนาดตัวอักษร

ปัญหา “ไบโอฟิล์ม” ที่ก่อตัวเกาะตามพื้นผิวต่าง ๆ ไม่ได้เป็นปัญหาที่ต้องเผชิญแค่บนโลก แต่นอกโลกปัญหานี้ก็ไม่เว้น และเป็นปัญหาที่กำจัดยากยิ่งกว่า ซึ่งส่งผลต่อระบบการระบายน้ำเสียในยานอวกาศ และเพื่อให้การเดินทางกลับไปยังดวงจันทร์ในครั้งนี้ดีขึ้นกว่าแต่ก่อน NASA กำลังพัฒนาระบบในการกำจัดปัญหาไบโอฟิล์มเพื่อการอยู่อาศัยในอวกาศในระยะยาว

ไบโอฟิล์ม (Biofilm) เป็นคราบเมือกที่เราพบเห็นกันในชีวิตประจำวัน ไม่ว่าจะเป็นคราบเมือกบนผิวฟันไปจนถึงคราบเมือกบนกระจกตู้ปลา

ไบโอฟิล์มเกิดจากแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในน้ำเกาะตัวที่พื้นผิวของวัสดุ กลุ่มแบคทีเรียจะสร้างชั้นเมือกขึ้นมาเพื่อปกป้องโคโลนีของพวกมัน และเพื่อทำให้พวกมันมีโอกาสที่จะหาอาหารและรอดชีวิตเพิ่มมากขึ้น ถ้าไบโอฟิล์มไม่ถูกทำลายหรือรบกวน มันจะดึงดูดแบคทีเรียเซลล์อื่น ๆ ให้มาเกาะติดได้ง่ายขึ้น จนกลายเป็นแหล่งเพาะเชื้อของแบคทีเรียขนาดใหญ่ที่แข็งแรงและทนทาน แม้มีการใช้สารฆ่าเชื้ออย่างต่อเนื่องก็ยากต่อการกำจัดไบโอฟิล์ม

ภาพนักบินอวกาศ Matthias Maurer กำลังเปลี่ยนถังกรองน้ำปัสสาวะในสถานีอวกาศนานาชาติ

นอกจากจะเป็นแหล่งสะสมของเชื้อแบคทีเรีย ไบโอฟิล์มยังเป็นตัวการสำคัญในการก่อให้เกิดการอุดตันของระบบระบายน้ำหากไม่มีการทำความสะอาดท่อระบายน้ำเสีย การกำจัดไบโอฟิล์มบนพื้นโลกเป็นเรื่องที่ยุ่งยากและมีค่าใช้จ่ายที่สูง ไม่ต้องพูดถึงการกำจัดไบโอฟิล์มภายนอกโลกเลย เพราะมันยากลำบากมากกว่าการทำความสะอาดบนโลกหลายเท่า

แบคทีเรียสามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมในอวกาศได้อย่างน่าทึ่ง ทั้งเรื่องของสภาพแวดล้อมที่ไร้น้ำหนัก ปริมาณสารอาหารที่น้อยกว่าบนโลก รังสีอันตรายภายในอวกาศหรือแม้แต่ในสภาวะที่มีออกซิเจนต่ำ พวกมันก็สามารถปรับตัวและอยู่รอดสร้างไบโอฟิล์มที่เหนียวเหนอะหนะและน่ารังเกียจได้เหมือนเดิม และด้วยสภาพแวดล้อมที่เป็นระบบปิดภายในยานอวกาศพวกมันยิ่งเจริญเติบโตและสร้างไบโอฟิล์มได้มากและหนากว่าบนโลกเสียด้วยซ้ำ

วิธีการกำจัดไบโอฟิล์มในระบบระบายน้ำต่าง ๆ ในอวกาศเวลานี้ทำโดยการเปลี่ยนชิ้นส่วนของท่อและระบบระบายน้ำตามรอบการซ่อมบำรุง แต่ NASA ตระหนักดีถึงปัญหาไบโอฟิล์มที่จะเกิดขึ้นในภารกิจยุคอาร์ที0มิสและการอยู่อาศัยตั้งรกรากบนดวงจันทร์และดาวเคราะห์ดวงอื่นในระยะยาวว่าจะมันจะเป็นปัญหาเรื้อรังที่จะแก้อย่างไม่รู้จบ NASA จึงมอบหมายให้วิศวกรและนักเคมีใน NASA Marshall Space Center ศึกษาเทคโนโลยีการรีไซเคิลน้ำและอากาศรุ่นใหม่ รวมถึงชุดระบบบำบัดน้ำเสียให้สามารถจัดการกับปัญหาไบโอฟิล์มได้

ภาพถ่ายนักบินอวกาศ Kayla Barron กำลังเปลี่ยนฟิลเตอร์ BPA สำหรับกรองปัสสาวะเพื่อนำกลับมาใช้ในการบริโภคในสถานีอวกาศอีกครั้ง

ระบบการบำบัดน้ำเสียภายในสถานีอวกาศจะมีถังรับน้ำเสียเป็นพื้นที่รับน้ำส่วนต้นที่มีปัญหาการสะสมตัวของไบโอฟิล์มและเชื้อราบริเวณนี้มากที่สุด ในขั้นแรก ทีมวิศวกรได้เก็บตัวอย่างแบคทีเรียที่อยู่ภายในระบบบำบัดน้ำเสียของสถานีอวกาศนานาชาติ จากนั้นนำมาถอดรหัสจีโนมเพื่อวิเคราะห์ว่าแบคทีเรียที่ก่อขึ้นเป็นไบโอฟิล์มในอวกาศประกอบไปด้วยสปีชีส์ใดบ้าง

หลังจากนั้น ทีมวิศวกรได้ทดลองสร้างเครื่องบำบัดน้ำเสียที่เรียกกันว่าถังปฏิกรณ์ป้องกันไบโอฟิล์ม (Prevention Biofilm Reactors) ทั้งหมด 8 เครื่อง แต่ละเครื่องมีขนาดเท่ากับขวดน้ำของนักวิ่งมาราธอน และจำลองให้ตัวเครื่องทำงานภายใต้สภาวะคล้ายกับภายนอกโลก และดำเนินการทั้งหมดอย่างอัตโนมัติด้วยเวลาทั้งหมดรวม 77 วัน

แหน พืชที่เราพบเห็นได้บ่อยในพื้นที่ชุ่มน้ำเป็นพืชอีกหนึ่งชนิดที่สามารถต่อต้านการเน่าเสียของน้ำได้ การวิจัยในครั้งนี้ได้ทดลองใช้แหนบำบัดน้ำเสียจากสถานีอวกาศและได้รับผลลัพธ์จากการศึกษาที่ดี ภาพถ่ายจาก Rhododendrites

จากการทดลองทั้งหมดไม่ว่าจะเป็นการทดลองใช้สารเคมีฆ่าเชื้อ หรือสารเคลือบป้องกันการเกาะพื้นผิวของแบคทีเรีย หนึ่งในการทดสอบและมีแนวโน้มของผลลัพธ์ที่ดีมากคือการใช้พืชตระกูลแหน (Duckweeds) ในการต่อต้านการเกิดไบโอฟิล์ม แหนเป็นพืชตระกูลหนึ่งที่ได้รับการยอมรับในการบำบัดน้ำเสียตามธรรมชาติและสามารถดักจับสารพิษและควบคุมกลิ่นของน้ำเสียได้ แหนจะทำหน้าที่ดูดซึมสารอาหารภายในน้ำ ทำให้สารอาหารภายในน้ำลดลง ไบโอฟิล์มที่จึงลดลงมากกว่า 99%

ภาพถ่ายเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพสำหรับการกรองน้ำเสียเพื่อต่อต้านการเกิดชั้นไบโอฟิล์มในระบบบำบัดน้ำเสีย ที่กำลังจะถูกพัฒนาเพื่อใช้งานบนสถานีอวกาศในอนาคต

ถึงแม้ว่าหลายวิธีจะมีประสิทธิภาพการกำจัดไบโอฟิล์มที่เกิดขึ้น แต่แบคทีเรียก็สามารถเรียนรู้และปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่ใช้ประกอบการทดลองได้อย่างน่าเหลือเชื่อ ดังนั้นเราจะต้องผสมผสานกระบวนการหลายกระบวนการเข้าเพื่อใช้ในการจัดการกับปัญหาไบโอฟิล์ม

ไบโอฟิล์มเป็นอุปสรรคต่อชีวิตประจำวันของทุกคนตั้งแต่บนโลกไปจนถึงนอกโลก การศึกษาวิธีการต่อต้านการเกิดไบโอฟิล์มในระบบระบายน้ำในครั้งนี้ของ NASA นอกจากจะทำให้ลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงระบบบำบัดน้ำเสียของภารกิจภายนอกโลกในอนาคตแล้วยังสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับระบบบำบัดน้ำเสียบนโลกได้อีกด้วย

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล


🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS  

ที่มาข้อมูล : NASA, NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech 

เขียนโดย

🌎 "รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก" ไปกับ Thai PBS Sci & Tech • วิทยาศาสตร์ • เทคโนโลยี นวัตกรรม • ดาราศาสตร์ • Media Literacy • Cyber Security • Tips & Tricks • Trends

บทความที่เกี่ยวข้อง

ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วันอวกาศ

ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วัน

องค์การนาซา (NASA) รายงานว่ายานอวกาศสเปซเอ็กซ์ ดรากอน พาทีมนักบินอวกาศ 4 คนประจำภารกิจสเปซเอ็กซ์ ครูว์-12 (SpaceX Crew-12) กลับสู่โลกเมื่อวันพฤหัสบดี (8 ต.ค.) หลังปฏิบัติภารกิจบนสถานีอวกาศนานาชาตินาน (ISS) เกือบแปดเดือน

09 ต.ค. 69|3 วันที่แล้ว
อ่านต่อ →
รู้จัก 2 ภาพจาก Google Doodle ต้อนรับสัปดาห์อวกาศโลก 2026อวกาศ

รู้จัก 2 ภาพจาก Google Doodle ต้อนรับสัปดาห์อวกาศโลก 2026

“World Space Week 2026” สัปดาห์อวกาศโลก Google Doodle ได้ร่วมเฉลิมฉลองเชิดชูเทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังภาพถ่ายอวกาศห้วงลึก

08 ต.ค. 69|5 วันที่แล้ว
อ่านต่อ →
อวกาศอาจเป็นทางออก ! เมื่อพลังงานจากโลกไม่พอใช้ จนหลายชาติเล็งผลิตไฟฟ้านอกโลกอวกาศ

อวกาศอาจเป็นทางออก ! เมื่อพลังงานจากโลกไม่พอใช้ จนหลายชาติเล็งผลิตไฟฟ้านอกโลก

โลกมนุษย์ในปัจจุบันกำลังต้องการไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้นเร็วกว่าที่เคยเป็นมา ด้วยเทรนด์การพัฒนา AI ที่ต้องพึ่งพาศูนย์ข้อมูลหรือ Data Center เป็นพลังในการประมวลผลป้อนให้กับ AI

07 ต.ค. 69|6 วันที่แล้ว
อ่านต่อ →
ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟเทคโนโลยี

ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟ

13 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุดวิทยาศาสตร์

ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุด

13 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้าสิ่งแวดล้อม

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้า

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
นาซาพบหลุมอุกกาบาตเกิดใหม่บนดวงจันทร์ ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยบันทึกได้อวกาศ

นาซาพบหลุมอุกกาบาตเกิดใหม่บนดวงจันทร์ ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยบันทึกได้

06 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ย้ายกล้องไปบนดวงจันทร์? นักวิทย์แห่เสนอภารกิจใหม่ หนีมลภาวะทางแสงจากบนโลกอวกาศ

ย้ายกล้องไปบนดวงจันทร์? นักวิทย์แห่เสนอภารกิจใหม่ หนีมลภาวะทางแสงจากบนโลก

03 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ดวงจันทร์กับน้ำท่วมกรุงเทพฯ เมื่อ “แรงไทดัล” ส่งผลต่อน้ำขึ้น-น้ำลงอวกาศ

ดวงจันทร์กับน้ำท่วมกรุงเทพฯ เมื่อ “แรงไทดัล” ส่งผลต่อน้ำขึ้น-น้ำลง

02 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
SpaceX ปล่อย Starship ขึ้นสู่วงโคจรสำเร็จครั้งแรก ปล่อยดาวเทียม Starlink 26 ดวงอวกาศ

SpaceX ปล่อย Starship ขึ้นสู่วงโคจรสำเร็จครั้งแรก ปล่อยดาวเทียม Starlink 26 ดวง

29 ก.ย. 69
อ่านต่อ →