เมื่อพูดถึงความเชื่อมโยงของฟุตบอลกับ NASA หลายคนอาจจะคิดไม่ถึงว่าสองอย่างนี้เกี่ยวข้องกัน แต่ถ้าพูดคีย์เวิร์ดว่า ‘ลูกฟุตบอล’ ‘เซนเซอร์ที่ฝังฟุตบอลจาก Adidas’ และ ‘การทดลองลูกฟุตบอลในภาวะแรงโน้มถ่วงจาก NASA’ จะดูเชื่อมโยงกันมากขึ้นไหม ? เพราะก่อนที่ลูกฟุตบอลจะไปอยู่บนสนามให้นักเตะได้แข่งขันกัน ลูกฟุตบอลนี้ถูกนำขึ้นไปเทสต์บนอวกาศมาก่อนจริง ๆ
‘NASA Spinoff’ คือเทคโนโลยีผลพลอยได้จากการสำรวจอวกาศ ที่ถูกนำมาต่อยอดจนกลายเป็นสิ่งของเครื่องใช้ในชีวิตประจำวัน และในวันนี้ นวัตกรรมอวกาศได้ก้าวล้ำไปจนถึงการยกระดับประสิทธิภาพและเข้าใจหลักฟิสิกส์ในสนามฟุตบอลด้วย
เมื่อวิทยาศาสตร์อวกาศ ขับเคลื่อนลูกฟุตบอลระดับโลก
ย้อนกลับไปในปี 2019 นักวิจัยร่วมมือกับห้องปฏิบัติการแห่งชาติ ISS ใช้สภาพแวดล้อมไร้น้ำหนักเพื่อศึกษาว่า มวลภายในของลูกฟุตบอลส่งผลต่อการเคลื่อนที่ ความเสถียร และการหมุนอย่างไร การค้นพบนี้ช่วยให้เข้าใจมากขึ้นว่า เทคโนโลยีที่ฝังอยู่ข้างใน เช่น เซนเซอร์จับความเคลื่อนไหว ส่งผลต่อประสิทธิภาพระหว่างการแข่งขันอย่างไร ข้อมูลดังกล่าวถูกนำไปใช้พัฒนาและประเมินคุณภาพลูกฟุตบอลที่ใช้ในทัวร์นาเมนต์ระดับโลก รวมถึงฟุตบอลโลก
โดยสิ่งที่เขาทดลองกันคือความสัมพันธ์ระหว่าง ‘จุดศูนย์กลางมวล’ และ ‘จุดศูนย์กลางทางเรขาคณิต’ ที่นำมาใช้ในการทำนายทิศทางวัตถุที่บินอย่างอิสระ ไม่ว่าจะเป็นยานอวกาศ ดาวเทียม เครื่องบิน หรือแม้แต่ลูกฟุตบอล
นับตั้งแต่ปี 2022 Adidas ติดตั้งระบบอิเล็กทรอนิกส์ไว้ภายในลูกฟุตบอลอย่างเป็นทางการที่ใช้ในทัวร์นาเมนต์ใหญ่ เซนเซอร์เหล่านี้ช่วยติดตามความเร็ว ตำแหน่ง และการสัมผัสแบบเรียลไทม์ เพื่อซัปพอร์ตการตัดสินของกรรมการและการถ่ายทอดสด ทว่าเซนเซอร์เหล่านี้เพิ่มน้ำหนักเฉพาะจุดภายในลูกบอล ซึ่งการกระจายน้ำหนักที่ไม่สมดุลอาจส่งผลต่อวิถีการลอยในอากาศเวลาเตะได้
ตรงนี้เองที่งานวิจัยในอวกาศได้เข้ามาช่วยไขข้อข้องใจว่า “มวลภายในและเซนเซอร์ที่ฝังอยู่ในลูกฟุตบอลนั้น ส่งผลต่อความนิ่งและการหมุนของลูกบอลในการแข่งขันจริงอย่างไร โดยเป็นการต่อยอดจากการศึกษาพฤติกรรมของวัตถุที่หมุนคว้างในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ”
เคสจริงจากลูกฟุตบอล Adidas
ก่อนหน้านี้ วิศวกรที่ศูนย์วิจัย Ames ของ NASA ในซิลิคอนแวลลีย์ รัฐแคลิฟอร์เนีย เคยทดสอบลูกฟุตบอลรุ่น ‘Brazuca’ ของ Adidas ที่ใช้ในฟุตบอลโลกปี 2014 โดยทดลองในอุโมงค์ลมของห้องปฏิบัติการกลศาสตร์ของไหล
ทีมวิจัยศึกษาแรงที่อากาศกระทำต่อลูกฟุตบอล โดยเฉพาะการเตะหมุนตัวระดับต่ำ (Low spin kicks) หรือลูกที่หมุนน้อย ซึ่งมักเกิดอาการส่ายแบบคาดเดาทิศทางยาก (Knuckling) เนื่องจากกระแสลมรอบรอยเย็บไม่เสถียร วิศวกรของ NASA ได้วัดความเร็วและสภาพการไหลของอากาศในจุดที่เกิดเอฟเฟกต์นี้ชัดเจนที่สุด
การปรับเปลี่ยนรูปทรงของชิ้นแผ่นหนัง ความลึกของรอยเย็บ และพื้นผิวสัมผัส ล้วนส่งผลต่อความนิ่งของบอล ซึ่งช่วยกำหนดได้ว่าลูกบอลจะโค้ง มุด หรือพุ่งตรงไปข้างหน้า
ปัจจุบัน NASA และ Adidas ก็ได้ร่วมมือกันถ่ายทอดความรู้วิทยาศาสตร์นี้ผ่านสื่อการเรียนรู้ ‘STEMonstration’ เพื่อเปรียบเทียบให้เห็นว่า ลูกฟุตบอลที่จุดศูนย์ถ่วงต่างกัน มีการหมุนและการเคลื่อนที่ในสภาวะไร้น้ำหนักอย่างไร
แต่ถ้ามองอีกมุม การที่ลูกฟุตบอลพุ่งไปอย่างนิ่งสนิทและแม่นยำเกินไป อาจลดทอนสีสันของเกมลง เพราะเสน่ห์ของลูกไซด์โค้งล้วนเกิดขึ้นจากเอฟเฟกต์ Low-spin kicks ส่วนลูกนัคเคิลบอล (Knuckleball) ก็เป็นผลลัพธ์จากการเค้นพละกำลังกล้ามเนื้อขาฟาดลงบนลูกหนังอย่างถูกจุด วิถีบอลที่ส่ายจนคาดเดาไม่ได้เหล่านี้แหละ คือปรากฏการณ์แปลกใหม่ที่สะกดสายตา และสร้างความตื่นเต้นให้ทั้งแฟนบอลรวมถึงนักเตะในสนามพร้อม ๆ กัน
เชื่อหรือยังว่า NASA กับกฎฟิสิกส์ที่ใช้ศึกษาการเคลื่อนที่ของยานอวกาศ ก็มีส่วนสำคัญในการนำมาพัฒนาและต่อยอดให้กับลูกฟุตบอล ที่ใช้ในเกมระดับโลก เพื่อขับเคลื่อนนวัตกรรมกีฬาและองค์ความรู้นี้จะไม่ได้จบที่ลูกฟุตบอลเพียงอย่างเดียวแน่นอน
