สุดยอดสิ่งปลูกสร้างบนเขา(Cliff Dwellers)

ศ.ดร. ปิติ สุคนธสุขกุล(ตีพิมพ์ในนิตยสารคู่บ้าน)

ถ้าท่านผู้อ่านสังเกตุให้ดีก็จะทราบว่าเนื้อหาในฉบับนี้จะเน้นในเรื่องของการอยู่หรือการปลูกสร้างบ้านบนที่สูง เพื่อให้เข้ากับสถานการณ์น้ำท่วมที่เกิดเมื่อหลายปีก่อน ซึ่งอาจจะทำให้หลายคนอยากมีที่อยู่หรือบ้านบนพื้นที่สูง เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาน้ำท่วมที่จะเกิดขึ้นในอนาคต ในความเป็นจริง นอกเหนือจากการต้องการหลบหนีภัยธรรมชาติแล้ว การก่อสร้างสิ่งปลูกสร้างบนที่สูง (หรือสูงมากๆจนไม่น่าเชื่อว่าสร้างได้อย่างไร) มีเหตุผลประกอบหลายประการ          นับตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน มนุษย์มีความต้องการในการปลูกสร้างที่อยู่อาศัยบนพื้นที่สูงมาโดยตลอด สาเหตุนั้นมีหลายประการขึ้นอยู่กับลักษณะของอาคารและสภาพภูมิประเทศในแถบนั้นๆ อาทิเช่น ถ้าเป็นอาคารพวกโบสถ์หรือวัดที่ปลูกสร้างบนภูเขาหรือหน้าผาสูงชันอาจจะเป็นเพราะต้องการปลีกวิเวกหรือความสันโดษห่างไกลจากปัญหา อีกทั้งการมีวัดอยู่ในที่สูงก็ให้ความรู้สึกของการเข้าใกล้พระเจ้าหรือสวรรค์มากขึ้น ถ้าเป็นปราสาทราชวังเหตุผลน่าจะเป็นทางด้านความมั่นคงปลอดภัย เนื่องจากปราสาทที่ตั้งบนพื้นที่สูงสามารถป้องกันได้ง่ายและยากสำหรับข้าศึกที่จะเข้าโจมตี 

ในบทความนี้ ผมจะขอนำผู้อ่านไปพบกับสิ่งปลูกสร้างที่ถือว่าเป็นสุดยอดแห่งสิ่งปลูกสร้างบนเขา ซึ่งมีทั้งบ้านเรือนธรรมดา โบสถ์ และ ปราสาท ที่ทำการปลูกสร้างบนเขาหรือหน้าผาที่สูงชันและที่มีความมหัศจรรย์เกินกว่าที่เราจะจินตนาการได้ว่าอาคารเหล่านี้ก่อสร้างได้อย่างไรในสมัยโบราณที่ไม่มีเทคโนโลยีที่ทันสมัยเหมือนในปัจจุบัน

อาคารหลังแรกที่นำมาให้ดูกันคือ ปราสาท Swallow Nest ในประเทศยูเครน (รูปที่ 1) ซึ่งก่อสร้างในปี คศ.1911-12 ออกแบบโดยสถาปนิกชาวรัสเซียชื่อว่า Leonid Sherwood ปราสาทนี้ตั้งอยู่บนหน้าผา Aurora สูง 130 ฟุต ริมทะเลดำ (Black Sea) ในช่วงแรกปราสาทนี้ก่อสร้างด้วยไม้ในปี 1895 โดยใช้ชื่อว่า ปราสาทแห่งรัก (Castle of Love) ต่อมาถูกรื้อออกและก่อสร้างด้วยคอนกรีตอย่างที่เห็นในปัจจุบัน (รูปที่ 1) ปราสาท Swallow Nest รอดพ้นภัยธรรมชาติ เช่น แผ่นดินไหวสูงถึง 7 ริกเตอร์มาแล้วในปี คศ.1927 [1]

อาคารต่อมาเป็นอาคารกลุ่มของโบสถ์ Eastern Orthodox ในประเทศกรีซ ที่ชื่อว่า The Metéora (รูปที่ 2) ซึ่งเป็นภาษากรีซแปลว่าแขวนอยู่กลางอากาศ (suspended in the air) หรือ สวรรค์อยู่ด้านบน (in the heavens above) โบสถ์นี้ประกอบไปด้วยโบสถ์น้อยใหญ่ 6 หลัง ระยะเวลาเริ่มก่อสร้างไปปรากฎแน่ชัด แต่คาดว่าน่าจะอยู่ในช่วงปลายศตวรรษที่ 11 เนื่องจากความยากในการเข้าถึงโบสถ์เหล่านี้ โดยต้องอาศัยการปีนขึ้นเพียงอย่างเดียว จึงทำให้ที่นี่ถูกใช้เป็นที่ปลีกวิเวกเพื่อบำเพ็ญเพียรหรือให้เป็นที่หลบหนีจากการรุกรานของพระมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 13-15 โดยศตวรรษที่ 14 ถือเป็นช่วงที่รุ่งเรืองที่สุดมีการก่อสร้างโบสถ์มากถึง 20 หลัง แต่ปัจจุบันเหลือเพียงแค่ 6 หลัง ความยากของการก่อสร้างอยู่ที่การขนส่งวัสดุก่อสร้างที่ต้องมีการชักรากวัสดุในแนวดิ่งที่มีระดับความสูงเฉลี่ยจากพื้นราบถึง 313 ม.[2]

สิ่งปลูกสร้างที่สามเป็นกลุ่มของวัดที่สร้างบนหน้าผาสูงชัน โดยวัดแห่งนี้ชื่อว่า Phuktal Monastery [3] ตั้งอยู่ทางตอนเหนือของประเทศอินเดียติดกับธิเบต โดยคำว่า Phuktal หมายถึงหน้าผา ลักษณะของการก่อสร้างจะเป็นการขุดเข้าไปในหน้าผา โดยส่วนที่เป็นอาคารเป็นการปลูกสร้างด้วยไม้ฉาบด้วยดินเหนียว โดยรวมลักษณะภายนอกของวัดดูเหมือนรังผึ้งขนาดใหญ่ ปัจจุบันยังคงมีพระธิเบตพำนักอยู่ประมาณ 70 รูป ภายในวัดมีทั้งห้องสมุด ห้องสวดมนต์ และบ่อน้ำศักดิ์สิทธิ์ที่มีความสามารถในการรักษาโรคได้ [3]

หลังที่ 4 เป็นบ้านที่มีชื่อเสียงของเมือง Cuenca ประเทศสเปน เรียกว่าบ้านแขวนแห่งเมือง Cuenca ที่มีชื่อเรียกว่า Las Casas Colgadas (Hanging House) (รูปที่ 4) ซึ่งสร้างอยู่บนหน้าผาหินเหนือแม่น้ำ Huecar ในช่วงศตวรรษที่ 15 ลักษณะเด่นของบ้านหลังนี้คือมีระเบียงที่ยื่นออกมาจากหน้าผา ปัจจุบันบ้านหลังนี้ถูกใช้เป็นพิพิธภัณฑ์สำหรับ Abstract Arts และร้านอาหารสำหรับต้อนรับนักท่องเที่ยว [4]

ลำดับที่ 5 เป็นชุมชนหมู่บ้านริมทะเลที่ชื่อว่า Cinque Terre โดยตั้งอยู่แนวฝั่งทะเลประเทศอิตาลี คำว่า Cinque Terre แปลว่าแผ่นดินทั้ง 5 (Five Lands) (รูปที่ 5) ซึ่งประกอบไปด้วยหมู่บ้านต่างๆ 5 หมู่บ้าน ประกอบไปด้วย Monterosso al Mare, Vernazza, Corniglia, Manarola, และ Riomaggiore  โดยหมู่บ้านไม่มีถนนติดต่อโลกภายนอก การเดินทางต้องอาศัยเรือเพียงอย่างเดียว ระหว่างหมู่บ้านเชื่อมต่อกันด้วย ถนน รถไฟ และ เรือ เชื่อกันว่าสาเหตุของการมาตั้งรกรากของคนบนหน้าผาซึ่งการเดินทางติดต่อเป็นไปได้ด้วยความยากลำบากเช่นนี้ ส่วนหนึ่งเกิดจากการเดินทางค้าขายในสมัยโบราณที่ใช้การเดินทางทางเรือเป็นหลัก ซึ่งหมู่บ้านรอบๆชายฝั่งเหล่านี้เกิดขึ้นมาเพื่อใช้เป็นที่พักเรือ หรือ เป็นที่หลบภัยจากพายุหรือโจรสลัด [5]

ลำดับสุดท้ายเป็นรูปแบบของสิ่งปลูกสร้างที่เรียกว่า ชุมชนบนหน้าผา (Cliff Dwelling) ซึ่งเป็นรูปแบบของการสร้างสิ่งปลูกสร้างในถ้ำของหน้าผาที่ยื่นออกมา โดยถ้ำอาจจะเป็นถ้ำธรรมชาติหรือถ้ำที่ได้จากการขุดเข้าไปในหน้าผาก็ได้ พบมากในพื้นภูมิประเทศที่เป็นลักษณะเป็นแคนยอน (Canyon) โดยชุมชนบนหน้าผาที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในทวีปอเมริกาเหนือ ชื่อเรียกว่า Mesa Verde หรือ Cliff Palace ตั้งอยู่ในรัฐโคโลลาโด ประเทศสหรัฐอเมริกา (รูปที่ 6) ซึ่งก่อสร้างโดยชาวพื้นเมือง Anazari โดย Mesa Verde ความสูงเหนือระดับน้ำทะเลของ Mesa Verde อยู่ที่ประมาณ 1800 ถึง 2300 ม. ลักษณะของสิ่งปลูกสร้างภายในแบ่งเป็นห้องๆมีการใช้ผนังร่วมกัน รูปทรงของห้องจะไม่ชัดเจนแต่จะปรับไปตามสถาพของถ้ำ ผนังจะก่อสร้างด้วยหินทรายเชื่อมด้วยมอร์ต้า [6]

ตัวอย่างของงานก่อสร้างที่นำมาเสนอในบทความนี้เป็นเพียงส่วนน้อยของผลงานจากฝีมือการก่อสร้างอันสุดยอดของช่างในสมัยโบราณ ยังมีงานก่อสร้างอีกมากมายในโลกนี้ที่มีความสวยงามมหัศจรรย์เกินจินตนาการ ซึ่งการเกิดขึ้นและการยั่งยืนอยู่ของสิ่งปลูกสร้างเหล่านี้ผ่านกาลเวลาที่ยาวนาน แสดงให้เห็นถึงความมานะพยายามของมนุษย์ที่จะเอาชนะธรรมชาติและตอบสนองต่อความต้องการของตนเองจริงๆ

           

Photo References

• http://www.mapofukraine.net/crimean_peninsula/swallows-nest-castle/image/swallow_nest_castle_black_sea.jpg
• http://www.greektravelling.com/images/stories/attractions/northern-greece/meteora/meteora%20(1).jpg
• http://www.amazingplacesonearth.com/wp-content/uploads/2013/03/Phuktal2.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/95/Casacolgantecuenca.jpg
• http://wikitravel.org/upload/en/9/9f/Cinque_Terre_2.JPG
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/MesaVerdeNationalParkCliffPalace.jpg

Drone in Construction

โดรน ภาค 2 การใช้งานโดรนในงานก่อสร้าง

Drone: Part 2- Use of Drone in Construction

เรื่องโดย ศ.ดร. ปิติ สุคนธสุขกุล

(ตีพิมพ์ในนิตยสารคู่บ้าน ฉบับที่ 51)

ในฉบับที่แล้ว ผมเขียนเรื่องจุดเริ่มต้นของโดรน หรือ อากาศยานไร้คนขับ ซึ่งมีจุดเริ่มต้นมาจากการใช้ในกิจการทางทหารเป็นหลัก ในฉบับนี้ผมจะมาต่อเรื่องการนำโดรนไปใช้งานในกิจการอื่นๆที่มีความสร้างสรรค์ และเพื่อให้เข้ากับเนื้อหาของวารสาร เราคงหนีไม่พ้นที่จะต้องคุยกันในเรื่องของการนำโดรนไปใช้ในงานก่อสร้าง โดยผมขอแบ่งการเขียนออกตามประเภทของงานที่นำไปใช้เป็นหลัก

การใช้งานโดรนเพื่อการตรวจสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้าง โดยทั่วไปการตรวจสอบสภาพโครงสร้างเบื้องต้นมักจะเป็นการตรวจสอบด้วยตาเปล่า (Visual Inspection) ซึ่งเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดและเสียค่าใช้จ่ายน้อยที่สุด แต่หากต้องการที่จะตรวจสอบให้ละเอียดขึ้นก็อาจจำเป็นต้องพึ่งการทดสอบแบบไม่ทำลาย เช่น กล้องอินฟราเรด หรือ คลื่นอัลตร้าซาวน์ เป็นต้น อย่างไรก็ตามในกรณีที่โครงสร้างตั้งอยู่ในสถานที่ห่างไกลหรือกินพื้นที่กว้าง เช่น ท่อน้ำมันหรือท่อก๊าซ การตรวจสอบทั้งหมดโดยใช้คนตรวจสอบอาจจะเสียค่าใช้จ่ายมากและใช้เวลานาน ปัจจุบันได้มีการนำโดรนชนิดคอปเตอร์ 4 ใบพัด (Quad-copters) ที่ติดตั้งอุปกรณ์ เช่น กล้องความละเอียดสูง เครื่องสแกนแบบเลเซอร์ และ Light Detector and Ranging (LIDAR) เพื่อใช้ในการออกเก็บข้อมูลความเสียหายของโครงสร้างในพื้นที่ห่างไกลหรือในตำแหน่งที่เข้าถึงได้ยากและมีความเสี่ยงสูง (รูปที่ 1)

การใช้งานโดรนเพื่อเก็บข้อมูลของพื้นที่ บริษัท โคมัตสุ (Komutsu) ประเทศญี่ปุ่นได้นำเสนอการประยุกต์ใช้งานโดรนในการเก็บข้อมูลระดับผิวดินของโครงการก่อสร้าง โดยข้อมูลที่ได้จะถูกนำไปสร้างเป็นแบบจำลอง 3 มิติ และนำไปวางแผนการขุดปรับแต่งหน้าดินให้มีความราบเรียบหรือได้ระดับที่ต้องการ ซึ่งโคมัตสุเองวางแผนไปไกลจนถึงขั้นที่ว่าจะใช้รถขุดแบบไร้คนขับในการทำงานปรับแต่งหน้าดิน ซึ่งจะทำให้แก้ไขปัญหาแรงงานก่อสร้างขาดแคลนได้ (รูปที่ 2) [หาอ่านข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ http://www.wsj.com/articles/drones-next-job-construction-work-1421769564 ]

นอกจากการใช้งานโดรนในการตรวจสอบโครงสร้างและเก็บข้อมูลแล้ว คำถามต่อมาคือมีความเป็นไปได้ไหมที่จะนำโดรนไปใช้งานในกระบวนการก่อสร้างหรือไม่ บทความจากนิตยสาร Smithsonian Magazine เรื่อง The Drones of the Future May Build Skyscrapers กล่าวถึงรูปแบบการก่อสร้างอาคารสูงที่มีความเป็นไปได้ที่จะใช้โดรนในการยกชิ้นส่วนของโครงสร้างขึ้นมาประกอบเป็นอาคารสูง โดยบริษัทสถาปนิกสัญชาติสวิตเซอร์แลนด์ชื่อว่า Gramazio & Kohler ร่วมกับ Raffaello D’Andrea ได้ทำการพัฒนาระบบ “Flight Assembled Architecture” ซึ่งเป็นการก่อสร้างโดยใช้โดรนยกโมดูลของห้องขึ้นมาประกอบเป็นอาคารสูง โดยบริษัทได้จำลองรูปแบบการก่อสร้างดังกล่าวขึ้นมาโดยใช้โดรนคอปเตอร์แบบ 4 ใบพัดยกก้อนโฟมสี่เหลี่ยมผืนผ้าประมาณ 1500 ก้อนขึ้นเรียงเป็นโครงสร้างที่มีความสูงมากกว่า 6 เมตร (รูปที่ 2 และ 4) [ผู้อ่านที่สนใจสามารถหาบทความดังกล่าวอ่านเพิ่มเติมได้ที่ [ http://www.smithsonianmag.com/arts-culture/the-drones-of-the-future-may-build-skyscrapers-18390584/  ]

ปัจจุบันงานวิจัยและพัฒนาทางด้านการใช้งานโดรนในงานก่อสร้างกำลังเป็นที่แพร่หลายในประเทศสหรัฐอเมริกา เนื่องจาก 1) มีต้นทุนไม่สูงมาก (ท่านผู้อ่านสามารถซื้อโดรนแบบ 4 ใบพัดคุณภาพดีในราคาไม่เกิน 2000 เหรียญสหรัฐ) และ 2) ไม่ต้องขออนุญาติ (การใช้งานโดรนที่มีระยะบินที่ความสูงไม่เกิน 120 เมตรและมีน้ำหนักไม่เกิน 4.4 ปอนด์ ถูกจัดอยู่ในหมวดสันทนาการ จึงไม่จำเป็นต้องขออนุญาติจากกรมการบินของสหรัฐ)  

สำหรับผมแล้วในความเห็นส่วนตัว ผมคิดว่าการประยุกต์ใช้งานโดรนในด้านการก่อสร้างเป็นเรื่องที่เป็นไปได้เป็นอย่างยิ่งและเป็นสิ่งที่เราจะได้เห็นแน่นอนในอนาคตอันใกล้นี้ แต่อย่างไรก็ตาม ผมมีความเห็นว่าการใช้งานโดรนมีข้อที่ควรต้องระมัดระวัง 2 ประการ คือ 1) ต้องระมัดระวังสิทธิส่วนบุคคลและความเสี่ยงที่จะถูกฟ้องร้องในเรื่องของการสอดแนม และ 2) ต้องระมัดระวังในเรื่องของอันตรายที่อาจเกิดขึ้นในกรณีที่โดรนเกิดทำงานผิดพลาดหรือเสียในระหว่างการทำงาน ซึ่งอาจจะตกลงมาทำให้เกิดความเสียหายต่อทรัพย์สินได้ ผมขอจบบทความนี้แต่เพียงเท่านี้ครับ พบกันใหม่ฉบับหน้าครับ

Drone Part 1

โดรน ภาค 1 จุดเริ่มต้น

(Drone: Part 1-The Beginning)

เรื่องโดย ศ.ดร.ปิติ สุคนธสุขกุล 

(ตีพิมพ์ในนิตยสารคู่บ้าน ฉบับที่ 50)

หลายคนที่ติดตามข่าวสารด้านเทคโนโลยีมาตลอด น่าจะคุ้นเคยกับคำว่า “โดรน (Drone)” เป็นอย่างดี ผมไม่แน่ใจว่าราชบัณฑิตได้ออกคำจำกัดความของคำๆนี้ออกมาแล้วหรือยัง อย่างไรก็ตาม ผมจะขอเรียกทับศัพท์ไปก่อนเพื่อให้ง่ายต่อการเขียน คำว่า โดรน มีความหมายตามพจนานุกรมต่างประเทศว่า “ผึ้งตัวผู้ที่มีหน้าที่ผสมพันธุ์เพียงอย่างเดียว ไม่ต้องทำงานและไม่ต้องออกไปหาน้ำผึ้ง” แต่ ในปัจจุบัน โดรนหมายถึงอากาศยานไร้คนขับ ที่ควบคุมการเคลื่อนที่ด้วยระบบ Global Positioning System (GPS) ระยะไกล โดยมีหรือไม่มีคนควบคุม

โดยประวัติศาสตร์ของโดรนนั้นเริ่มต้นพัฒนาใช้ในกิจการรบทางอากาศเป็นหลัก ซึ่งอากาศยานรบไร้คนขับนั้นถือหนึ่งในยุทโธปกรณ์ที่ได้รับการพัฒนาอย่างจริงจังและต่อเนื่อง เหตุผลง่ายๆก็คือความจริงที่ว่าเครื่องบินรบนั้นต่อให้มีศักยภาพสูงขนาดไหนก็ตามก็ต้องมีคนขับ ทุกครั้งที่เครื่องบินเหล่านี้ออกปฏิบัติการรบ ความเสี่ยงที่จะถูกยิงตกนั้นมีอยู่ตลอดเวลา การสูญเสียเครื่องบินนั้นไม่เท่าไรแต่การสูญเสียคนขับถือว่าเป็นสิ่งทำใจได้ยาก เนื่องจากคนขับเครื่องบินรบที่เก่งมีต้นทุนในการฝึกฝนที่สูงมากและหาคนชดเชยได้ยาก นั่นจึงเป็นที่มาว่าทำไมโดรนจึงได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและจริงจัง เพื่อให้การรบทางอากาศในอนาคตเป็นแบบไร้คนขับอย่างสิ้นเชิง

หากให้สืบค้นประวัติศาสตร์ของโดรนกันจริงๆนั้น ข้อมูลจะเยอะมากและลำดับเวลาค่อนข้างยาก ในฉบับนี้ผมจะขอเล่าเรื่องราวของโดรน โดยอ้างอิงจากโดรนที่มีชื่อเสียงและถือว่าเป็นต้นแบบของโดรนสมัยใหม่ ลองอ่านดูนะครับ

Unmanned Balloon (1849) : ถ้าผู้อ่านศึกษาประวัติศาสตร์ของโดรนจากหลายแหล่ง ส่วนมากจะยกย่องให้“บอลลูนไร้คนขับ”เป็นต้นแบบแรกของโดรน โดยในปี 1849 ประเทศออสเตรียใช้บอลลูนไร้คนขับ (Unmanned Balloon) บรรทุกระเบิดจำนวน 200 ลูก ในการโจมตีในกรุงเวนิช ประเทศอิตาลี แต่ต้องถือว่าไม่ประสบความสำเร็จมากนัก เนื่องจากกระแสลมเข้ามามีส่วนทำให้ทิศทางการเคลื่อนที่ของบอลลูนผิดออกไปจากเส้นทางที่กำหนดไว้ และการโจมตีพลาดเป้าหมายไปหลายจุด

Kettering Bug (1917): ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 ในปี 1917  บริษัท Dayton-Wright Airplane ได้นำเสนอโครงการตอปิโดอากาศ (Aerial Torpedo) ที่ชื่อว่า Kettering Bug ซึ่งง่ายๆก็คือจวรดตอปิโดติดใบพัดบินออกที่สามารถบินไปด้วยตัวเอง โดย Kettering Bug จะออกตัวด้วยการวิ่งไปตามรางก่อนทะยานตัวขึ้น เมื่อถึงเป้าหมายเครื่องยนก็จะดับตัวลง ปีกหลุดออก เหลือแต่ตอปิโดทิ้งตัวดิ่งลงสู่เป้าหมายที่ต้องการ โดยน้ำหนักระเบิดที่ Bug สามารถบรรทุกได้ในยุคแรกจะอยู่ที่ประมาณ 180 ปอนด์ แต่ด้วยการที่ประสิทธิภาพด้านความแม่นยำของทั้งBug และ Aerial Torpedo นั้นมีน้อยมาก ทำให้โครงการดังกล่าวต้องปิดตัวลงชั่วคราว  

Bat and Robin (1930-40): Bat และ Robin ถือเป็นรุ่นที่สองและสามของ Bug มีชื่อเรียกเป็นทางการว่า Glide Bomb (GB1 และ GB4) หลักการทำงานของ Bat หรือ GB1 คือการใช้เครื่องร่อนที่ควบคุมได้จากระยะไกลขนระเบิดขนาด 1000 หรือ 2000 ปอนด์ไปถล่มเป้าหมาย โดยเครื่องร่อนจะถูกขนโดยเครื่องบิน B-17 เมื่อบินเข้าไปใกล้ถึงเป้าหมายก็จะทำการปล่อยเครื่องร่อนออกไป โดยเครื่องร่อนจะถูกควบคุมคลื่นวิทยุ ส่วน Robin หรือ GB4 ก็มีหลักการทำงานเหมือนกัน แต่แตกต่างกันตรงการควบคุมผ่านจอโทรทัศน์ที่ติดอยู่หน้าเครื่อง

Firebee I (1950-70): Firebee I ได้รับการพัฒนาโดย บริษัท Ryan Aeronautical โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้เป็นเป้าซ้อมรบทางอากาศ อย่างไรก็ตาม Firebee I ได้รับการยอมรับว่าเป็นโดรนสมรรถนะสูงตัวแรกและเป็นต้นแบบของโดรนสมัยใหม่ที่ใช้ในปัจจุบัน โดยมีความสามารถในการบินนานกว่า 2 ชั่วโมงที่ระดับความสูงมากกว่า 60000 ฟุต และสามารถทำความเร็วกว่า 500 น๊อต ในปี 1972 กองทัพสหรัฐได้จำลองสถานการณ์รบเหนือน่านน้ำมหาสมุทรแปซิฟิคของ Firebee II เทียบกับเครื่องบินขับไล่ F-4 ซึ่งผลการทดสอบพบว่า Firebee II สามารถหลุดเข้าไปทำลายเป้าหมายได้มากครั้งกว่าที่เครื่องบินรบ F-4 สามารถทำได้ ด้วยการที่โดรนทั้งสองมีสมรรถนะสูงมาก มันจึงถูกนำไปใช้ในงานด้านการสอดแนมเช่นกัน กล่าวกันว่าโดรนกว่า 3000 ตัวถูกปล่อยออกมาเหนือน่านน้ำของประเทศในแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้เพื่อเก็บข้อมูลสภาพพื้นที่แถบนี้

Predator (1990 to Present):  เป็นโดรนรบที่ถือว่าเปลี่ยนโฉมหน้าของการรบทางอากาศอย่างสิ้นเชิง จากรูปแบบการรบที่มีค่าใช้จ่ายและความเสี่ยงสูง ไปสู่รูปการรบที่ควบคุมจากระยะไกลและมีความเสี่ยงต่ำมาก ถึงแม้ Predator ออกบินครั้งแรกในปี 1994 แต่พัฒนาการจริงๆเริ่มต้นมาตั้งแต่ช่วงปี 1970 โดย Abraham Karim (Leading System Corp.)นักพัฒนาอากาศยานชาวอิสราเอลซึ่งย้ายถิ่นฐานมายังประเทศสหรัฐอเมริกาในปี 1980 ได้นำเสนอโดรนสมรรถนะสูงที่เรียกว่า Albatross ที่สามารถบินได้นานถึง 56 ชั่วโมง ต่อจาก Albatross ก็เป็น GNAT-750 (พัฒนาโดย General Atomics) ซึ่งเป็นโดรนที่มีทั้งระบบนำทาง GPS กล้องถ่ายรูปสมรรถนะสูงและอินฟาเรด ที่สามารถบินได้นานถึง 48 ชั่วโมง ในปี 1990 General Atomics ได้เปิดตัว Predator ซึ่งเป็นโดรนที่นอกจากจะปฎิบัติการด้านสอดแนมได้แล้ว ยังมีสมรรถนะในด้านการรบได้อีกด้วย โดย Predator นอกจากจะพกพาอุปกรณ์สอดแนมทันสมัยแล้วยังติดตั้งจรวดมิสไซด์ (Hellfires) เพื่อใช้ในการโจมตีเป้าหมายได้อีกด้วย การติดต่อสื่อสารของ Predator กับศูนย์ควบคุมทำโดยการเชื่อมต่อทางดาวเทียม การปฎิบัติการของ Predator ส่วนมากจะเป็นปฎิบัติการลับ แต่ที่มีร่ำลือกันมากคือปฎิบัติการสังหารบินลาเดน ผู้ก่อการร้ายที่มีชื่อเสียงระดับโลก

ผมขอจบภาคที่ 1 ของเรื่องโดรนไว้แต่เพียงเท่านี้ จริงอยู่ว่าโดรนอาจจะมีจุดเริ่มต้นเพื่อกิจการสงคราม แต่ในปัจจุบัน เราจะเห็นการใช้งานโดรนในเชิงพานิชย์หรือในเชิงสร้างสรรค์มากยิ่งขึ้น ซึ่งผมจะมาเล่าให้ฟังในฉบับหน้า ขอรับรองว่าน่าติดตามมากกว่านี้แน่นอน สวัสดีครับ  

Concrete in Space

งานคอนกรีตบนดวงจันทร์

(Concreting on Moon)

โดย ศาสตราจารย์.ดร. ปิติ สุคนธสุขกุล

เคยมีคนกล่าวว่า คอนกรีตเป็นวัสดุก่อสร้างแห่ง อดีต ปัจจุบัน และ อนาคต ไม่แน่ใจว่าจะมีคนเห็นด้วยทั้งหมดหรือไม่ แต่คอนกรีตก็ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นวัสดุก่อสร้างที่ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายตั้งแต่อดีตมาจนถึงปัจจุบัน ส่วนอนาคตนั้นเป็นสิ่งที่ต้องรอการพิสูจน์ ทั้งนี้ขึ้นกับว่าเทคโนโลยีงานคอนกรีตจะได้รับการพัฒนาให้ทันสมัยสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของโลกและตอบสนองความต้องการที่จะเกิดขึ้นในอนาคตได้หรือไม่

ในโลกแห่งอนาคต สิ่งหนึ่งที่เรามักจะได้อ่านจากหนังสือหรือเห็นจากภาพยนตร์สารคดีหรือข่าวคือเรื่องของการหมดไปของทรัพยากรธรรมชาติและการเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากรอย่างรวดเร็วจนทำให้โลกของเราไม่มีพื้นที่หรือทรัพยากรธรรมชาติเพียงพอต่อความต้องการของมนุษย์ จนอาจจะจำเป็นที่จะต้องออกไปล่าอาณานิคมนอกโลกหรือใช้ดาวดวงอื่นเป็นที่อยู่อาศัยหรือเป็นแหล่งทรัพยากรธรรมชาติสำรอง ที่กล่าวถึงและมีความเป็นไปได้มากที่สุดคงจะเป็นดาวพระจันทร์ ซึ่งเป็นดวงดาวที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดและเป็นดาวที่มนุษย์เคยไปเยือนมาแล้ว

ถ้ามีการตั้งรกรากถิ่นฐานกันบนดวงจันทร์จริงๆ คำถามที่ตามมาก็คือคอนกรีตยังคงจะเป็นวัสดุก่อสร้างที่เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดหรือไม่ ถ้าใช่ งานคอนกรีตบนดวงจันทร์จะต่างกับงานคอนกรีตบนโลกอย่างไร มีเทคโนโลยีปัจจุบันอะไรบ้างที่พอจะทำให้งานคอนกรีตบนดวงจันทร์มีความเป็นไปได้ ขอเชิญผู้อ่านที่สนใจลองติดตามอ่านดูครับ

ลำดับแรกน่าเป็นเรื่องของวัตถุดิบ ในการทำงานคอนกรีตนั้น อยากจะให้ผู้อ่านเข้าใจว่าสาเหตุที่คอนกรีตได้รับความนิยมเป็นวัสดุก่อสร้างลำดับต้นๆ มาจากปัจจัยหลัก 2-3 ประการ 1) คอนกรีตเป็นวัสดุที่มีต้นทุนไม่สูงและใช้วัตถุดิบที่มีในท้องถิ่น 2) คอนกรีตเป็นวัสดุที่เทขึ้นรูปเป็นรูปทรงที่ซับซ้อนได้ และ 3) คอนกรีตเป็นวัสดุที่มีกำลังสูง ในกรณีของการก่อสร้างบนดวงจันทร์นั้น สิ่งแรกที่ต้องคำนึงถึงเลยคือเรื่องของการมีอยู่ของวัตถุดิบ เนื่องจากต้นทุนการขนส่งทางอวกาศนั้นค่อนข้างจะสูง ทำให้ไม่คุ้มค่าที่จะขนวัตถุดิบต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น ปูนซีเมนต์ หิน ทราย และน้ำ ไปจากโลกได้ โดยวัตถุดิบเกือบทุกชนิดจำเป็นต้องไปหาเอาข้างหน้าหมด

ผลจากการสำรวจขององค์การนาซ่า พบว่าหินบนดวงจันทร์ส่วนมากจะเป็นหินบะซอลต์และหินอนอร์โทไซต์  (Basalt and Anorthosite) ซึ่งทั้งสองชนิดเป็นหินที่เกิดจากการเย็นตัวและทับถมของลาวาที่ออกมาจากภูเขาไฟ ลักษณะมีสีดำหรือเทาเข้ม มีองค์ประกอบทางเคมีหลักคือแร่แพลจิโอเคลสเฟลด์สปาร์ และแร่สีเข้มอื่น ๆ เช่น ไพรอกซีนละเอียดมาก เฟลด์สปาร์ ฮอร์นเเบลนด์ และโอลิวีน ซึ่งไม่นิยมใช้ในงานคอนกรีตเนื่องจากหายากและไม่มีอยู่ทั่วไปเหมือนหินปูน แต่ถ้ามีก็สามารถนำมาใช้เป็นมวลรวมในคอนกรีตได้ แต่ไม่สามารถนำมาผลิตเป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ได้ การไม่มีหินปูนบนดวงจันทร์ทำให้เรื่องของผลิตซีเมนต์ปอร์ตแลนด์บนดวงจันทร์เป็นเรื่องที่แทบจะเป็นไปไม่ได้ จำเป็นต้องหาวัสดุซีเมนต์ประเภทอื่นมาทดแทน นอกจากหินบะซอลต์แล้วบนดวงจันทร์ก็มีดินฝุ่นที่เป็นลักษณะของเถ้าภูเขาไฟที่มีองค์ประกอบของซัลเฟอร์เช่นกัน

ลำดับถัดมาคือเรื่องของน้ำ ข้อมูลจากองค์การนาซ่าอีกเช่นกันกล่าวว่าน้ำบนพื้นผิวของดวงจันทร์นั้นแทบจะไม่มี เนื่องจากดวงจันทร์ไม่มีชั้นบรรยากาศเหมือนโลกเรา น้ำจะระเหยกลายเป็นไอและฟุ้งกระจายออกสู่อวกาศอย่างรวดเร็ว แต่อย่างไรก็ตาม จากหลักฐานการพบแร่ธาตุที่มีองค์ประกอบของประจุไฮดรอกซิล ทำให้เชื่อว่าบนดวงจันทร์น่าจะยังพอมีน้ำอยู่บ้างบางส่วน โดยอาจจะหลบซ่อนอยู่ในระดับที่ต่ำกว่าผิวดินหรือแฝงตัวอยู่ในรูปของน้ำแข็ง แต่ก็น่าจะมีในปริมาณที่น้อยมากจนแทบจะไม่เพียงพอต่อการใช้งาน (10 ถึง 1000 ส่วนในล้านส่วน, ppm) การขาดแคลนน้ำบนดวงจันทร์ ทำให้การผลิตคอนกรีตที่ได้จากการผสมปูนซีเมนต์และน้ำแทบจะเป็นไปไม่ได้อีกเช่นกัน

เมื่อพิจารณาในแง่ของวัสดุแล้วพบว่า ส่วนประกอบที่สำคัญของคอนกรีต 2 ใน 3 ส่วนนั้นแทบจะไม่มี โดยสองส่วนแรกคือน้ำกับปูนซีเมนต์นั้นไม่มีหรือมีน้อยมากหรือผลิตไม่ได้ ส่วนที่สามคือมวลรวมนั้นน่าพอหาได้โดยใช้หินบะซอลต์แทน ดังนั้น การใช้งานคอนกรีตธรรมดาแบบที่ใช้กันบนโลกของเรา จึงไม่น่าจะมีความเป็นไปได้บนดวงจันทร์อย่างค่อนข้างแน่นอน คอนกรีตที่ใช้บนดวงจันทร์จะต้องเป็นคอนกรีตพิเศษที่ไม่ใช้น้ำและไม่ใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ที่แข็งตัวจากการทำปฏิกิริยากับน้ำและด้วยเทคโนโลยีที่มีปัจจุบัน ผู้อ่านคิดว่ามีความเป็นไปได้หรือไม่

นักวิจัยด้านคอนกรีตได้มีการเสนอความคิดเกี่ยวกับเรื่องคอนกรีตที่ไม่ต้องผสมน้ำ (No-water concrete) มาเป็นระยะเวลาพอสมควร โดยการเปลี่ยนวัสดุเชื่อมประสานแทนที่จะใช้เป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ไปเป็นซีเมนต์ประเภทอื่นที่สามารถแข็งตัวโดยไม่ใช้น้ำ ได้มีนักวิจัย Prof. Dr. Husam A. Omar จาก the University of South Alabama ซึ่งทำการทดลองร่วมกับองค์การนาซ่าเกี่ยวกับการพัฒนาคอนกรีตไม่ผสมน้ำ โดยใช้ซัลเฟอร์เป็นวัสดุเชื่อมประสานแทนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ซึ่งซัลเฟอร์เป็นวัสดุที่นักวิจัยคอนกรีตคุ้นเคยกันเป็นอย่างดีในอดีต เพราะถูกใช้เป็นวัสดุเคลือบผิวด้านบนและล่างของตัวอย่างคอนกรีตที่ใช้ในการทดสอบกำลังรับแรงอัด โดยซัลเฟอร์จะมีจุดหลอมเหลวอยู่ที่ประมาณ 119 องศาเซลเซียส ในการทดลองของเขา ได้ทำการหลอมซัลเฟอร์จนเหลวที่อุณหภูมิประมาณ 150 องศา จากนั้นจึงทำการผสมหินและทรายเข้าในสัดส่วนผสมและผสมจนเข้ากัน Omar ได้แปรผันปริมาณของซัลเฟอร์ตั้งแต่ 25% ไปจนถึง 75% โดยน้ำหนัก ซึ่งค่ากำลังรับแรงสูงสุดที่ทำได้คือ 33.8 MPa (331 ksc, กิโลกรัมต่อตารางเซ็นติเมตร) ที่สัดส่วนผสมของซัลเฟอร์ประมาณ 35% โดยน้ำหนัก ซึ่งสูงใกล้เคียงกับคอนกรีตธรรมดาที่ใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ นอกจากความคิดเกี่ยวกับคอนกรีตไม่ผสมน้ำ ยังมีแนวคิดเกี่ยวกับอลูมินัมซีเมนต์ แต่ยังเป็นไปได้ยากเนื่องจากอลูมินัมซีเมนต์ต้องใช้น้ำในการทำปฏิกิริยา ผู้วิจัยได้ตอบคำถามเกี่ยวกับเรื่องการได้มาของน้ำ ซึ่งต้องใช้เทคโนโลยีในการควบรวมโมเลกุลของไฮโดรเจนและออกซิเจนเข้าด้วยกัน แต่ในความเห็นของผู้เขียนคิดว่าอันแรกน่าจะพอมีทางเป็นไปได้มากกว่า

เป็นอย่างไรบ้างครับ แนวคิดเกี่ยวกับคอนกรีตบนดวงจันทร์ที่สามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีที่มีในปัจจุบัน และด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างไม่หยุดยั้ง ผมเชื่อว่าเมื่อถึงเวลาที่เราต้องย้ายไปอยู่บนดวงจันทร์จริงๆ เราน่าจะมีคำตอบอื่นๆเพิ่มขึ้นมากกว่านี้ แล้วพบกันใหม่ฉบับหน้าครับ

เอกสารอ้างอิง

·        http://lroc.sese.asu.edu/EPO/Trivia/minerals_on_moon.php

·        Lucey, Paul G. (23 October 2009). "A Lunar Waterworld". Science 326 (5952): 531–532. Bibcode 2009Sci...326..531L. doi:10.1126/science.1181471. PMID 19779147. Retrieved 2009-11-18.

·        Clark, Roger N. (23 October 2009). "Detection of Adsorbed Water and Hydroxyl on the Moon". Science 326 (5952): 562–564.

·        http://www.nasa.gov/topics/moonmars/features/moon20090924.html

·        Husam A. Omar, PRODUCTION OF LUNAR CONCRETE USING MOLTEN SULFUR Final Research Report for JoVe NASA Grant NAG8 – 278

·        http://apod.nasa.gov/apod/ap030829.html

·        http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1033951/Lunar-rocks-reveal-water-moon-40-years-brought-Earth.html

·        http://www.californiaindianeducation.org/science_lab/incredible/Apollo17_Rock_Samples.jpg