วันที่ 26 ตุลาคม 2025 ญี่ปุ่นกำหนดส่งยานขนส่งเสบียงอัตโนมัติรุ่นใหม่ล่าสุดของตนเองขึ้นสู่อวกาศ ด้วยยานอวกาศ HTV-X ซึ่งจะเดินทางด้วยจรวด H3 จากฐานปล่อย Tanegashima Space Center เวลา 09:00 ตามเวลาญี่ปุ่น หรือราว 07:00 ตามเวลาประเทศไทย เดิมทีเที่ยวบินนี้มีกำหนดจะปล่อยขึ้นเมื่อวันที่ 21 ตุลาคมที่ผ่านมา แต่ JAXA ประกาศเลื่อนเนื่องจากสภาพอากาศไม่เอื้ออำนวย ภารกิจนี้ถือเป็นการกลับมาบินอีกครั้งของยานขนส่งสัญชาติญี่ปุ่นหลังห่างหายจากวงโคจรไปนานกว่า 5 ปีเต็ม นับตั้งแต่ภารกิจสุดท้ายของยานรุ่นเดิม HTV-9 เมื่อปี 2020
สิ่งที่ทำให้ HTV-X1 มีความสำคัญมากกว่ายานรุ่นก่อนหน้า คือมันไม่ได้เป็นเพียงภารกิจไป-กลับสถานีอวกาศนานาชาติ แบบที่เคยทำ แต่เป็น “ภารกิจทดสอบเทคโนโลยีแห่งอนาคต” ที่วางรากฐานให้กับการเดินทางสู่ยุค Lunar Gateway สถานีอวกาศรอบดวงจันทร์ที่จะเป็นอีกหนึ่งหัวใจสำคัญของโครงการ Artemis ที่ญี่ปุ่นเข้าร่วมในฐานะพันธมิตรหลักของ NASA อ่านเพิ่มเติมที่ อัพเดทการสร้าง Lunar Gateway ต้นปี 2025 โมดูลสหรัฐฯ เตรียมถูกส่งมอบ
การปล่อย HTV-X1 เปรียบได้กับการเปิดยุคใหม่ของ “Space Logistics” จากฝั่งเอเชีย เพราะนี่คือครั้งแรกที่ญี่ปุ่นพัฒนายานขนส่งขึ้นใหม่โดยไม่พึ่งพาเทคโนโลยีของชาติใดเลย ทั้งโครงสร้าง อิเล็กทรอนิกส์ ระบบนำร่อง ไปจนถึงการผนวกรวมเข้ากับจรวด H3 ซึ่งก็เป็นของญี่ปุ่นเองทั้งหมด มันคือการประกาศอย่างชัดเจนว่า ญี่ปุ่นพร้อมจะกลับมามีบทบาทในการ Resupply ให้กับสถานีอวกาศนานชาติอีกครั้ง ในวันที่ยุโรปยังต้องพึ่ง Dragon และ Falcon 9 และสหรัฐฯ เริ่มหันไปเน้นเอกชนเต็มตัว
ในบทความนี้ เราจะค่อย ๆ แกะชั้นของเรื่องราวเบื้องหลังยาน HTV-X ว่ามันไม่ได้เป็นแค่ “กล่องขนของลอยได้” แต่คือผลรวมของประสบการณ์ยาวนานกว่าสองทศวรรษของญี่ปุ่นในโครงการสถานีอวกาศนานาชาติ ตั้งแต่วันที่พวกเขาส่งโมดูล Kibo ขึ้นไปเป็นบ้านหลังเล็กของเอเชีย จนถึงวันที่ตัดสินใจสร้างยานขนส่งด้วยตัวเองเพื่อไม่ต้องรอคิวจากใครอีกต่อไป เราจะพาไล่เรียงตั้งแต่จุดเริ่มต้นของ HTV รุ่นแรก การออกแบบที่สะท้อนปรัชญา “พึ่งพาตนเอง” ของญี่ปุ่น ความท้าทายในการพัฒนา HTV-X ไปจนถึงการที่มันกลายเป็นจุดเปลี่ยนในยุค Space Logistics สมัยใหม่ นี่คือเรื่องราวของยานที่กำลังพาเอเชียกลับเข้าสู่วงโคจรของนานาชาติอีกครั้ง
เมื่อญี่ปุ่นทำยานเติมเสบียงให้กับสถานีอวกาศนานาชาติ
เมื่อญี่ปุ่นเข้าร่วมโครงการสถานีอวกาศนานาชาติในช่วงปลายทศวรรษ 1990 หน้าที่หลักของประเทศคือการพัฒนาโมดูลทดลองถาวรที่ชื่อว่า Kibo หรือ Japanese Experiment Module หรือ JEM การมี Kibo ทำให้ญี่ปุ่นต้องมีระบบขนส่งที่สามารถจัดการอุปกรณ์และชิ้นส่วนของตนเองได้อย่างอิสระ จึงเกิดแนวคิดของยานขนส่งอัตโนมัติที่ใช้ชื่อว่า HTV ที่ย่อมาจาก H-II Transfer Vehicle เพื่อรองรับการขนส่งระหว่างโลกกับสถานี
HTV ออกแบบโดย Mitsubishi Electric หรือ MELCO ภายใต้การกำกับของ JAXA มีความยาวประมาณ 10 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 4.4 เมตร และน้ำหนักรวมเมื่อพร้อมปล่อยประมาณ 16,500 กิโลกรัม ยานสามารถขนส่งสัมภาระได้สูงสุดประมาณ 6,000 กิโลกรัม แบ่งเป็นส่วน Pressurized Cargo ราว 4 ตัน และ Unpressurized Cargo ราว 2 ตัน
โครงสร้างของยานแบ่งเป็นสามส่วนหลัก ได้แก่ Pressurized Logistics Carrier หรือ PLC สำหรับขนส่งเสบียงและเครื่องมือทดลองภายในสถานี Avionics Module ส่วนกลางของยานซึ่งรวมระบบขับดัน พลังงาน และอิเล็กทรอนิกส์ควบคุม Unpressurized Logistics Carrier หรือ ULC สำหรับติดตั้ง Exposed Pallet หรือ EP ที่บรรทุกอุปกรณ์ภายนอกซึ่งต้องนำไปติดตั้งบนลานทดลอง EF ของ Kibo
ในเชิงระบบควบคุม ยาน HTV ใช้ระบบนำร่องและควบคุมทิศทางที่พัฒนาโดยญี่ปุ่นเองทั้งหมด ประกอบด้วยเซนเซอร์ GPS, Star Tracker, LIDAR และ Optical Navigation Camera เพื่อช่วยนำทางเข้าสู่ตำแหน่ง Rendezvous กับสถานี การเข้าเทียบสถานีของ HTV ใช้กระบวนการที่เรียกว่า Berthing ซึ่งยานจะเคลื่อนตัวเข้าหาสถานีอย่างช้าและแม่นยำ แล้วให้แขนกลของสถานี Canadarm2 จับยานเข้าที่ จากนั้นจึงเชื่อมต่อผ่านพอร์ต CBM หรือ Common Berthing Mechanism หากสนใจแนะนำให้อ่านบทความ การเทียบและเชื่อมต่อยาน รู้จักมาตรฐาน Docking Port ในปัจจุบัน
ภารกิจแรกของ HTV เกิดขึ้นในเดือนกันยายน 2009 บนเที่ยวบิน HTV-1 ซึ่งเป็นการทดสอบการ Rendezvous และ Berthing กับสถานีเป็นครั้งแรก ภารกิจประสบความสำเร็จตามเป้าหมายทั้งหมด และวางรากฐานให้ญี่ปุ่นกลายเป็นประเทศที่มีระบบขนส่งอวกาศสมบูรณ์แบบตั้งแต่จรวดถึงยาน
ตั้งแต่นั้น HTV ได้ทำการปล่อยทั้งหมด 9 ภารกิจ ระหว่างปี 2009 ถึง 2020 โดยทั้งหมดใช้จรวด H-IIB จากฐานปล่อย Tanegashima Space Center ภารกิจแต่ละครั้งมีเป้าหมายเฉพาะ เช่น การส่งแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับโครงสร้างพลังงานหลักของสถานี การส่งของใช้ส่วนตัวและอาหารสำหรับนักบินอวกาศ รวมถึงการขนส่งอุปกรณ์ทดลองที่ต้องติดตั้งภายนอกสถานีด้วยแขนกลของ Kibo
หนึ่งในภารกิจสำคัญคือ HTV-6 ซึ่งบรรทุกอุปกรณ์ที่เรียกว่า i-Ball ระบบเก็บข้อมูลการเผาไหม้ของยานเมื่อกลับสู่บรรยากาศ เพื่อศึกษาพฤติกรรมการสลายตัวของยานและปรับปรุงแบบจำลองการตกกลับในอนาคต อีกภารกิจคือ HTV-7 ที่ติดตั้งระบบปล่อยดาวเทียมขนาดเล็กจากสถานี JSSOD หรือ JEM Small Satellite Orbital Deployer ซึ่งทำให้สถานีสามารถปล่อยดาวเทียมขนาดเล็กประเภท CubeSat ได้โดยตรงจากโมดูลญี่ปุ่น ตลอดระยะเวลา 11 ปีของการปฏิบัติการ ยาน HTV ทำหน้าที่ส่งเสบียง น้ำ อาหาร เครื่องมือ และอุปกรณ์อะไหล่รวมกว่า 40 ตัน สู่สถานีอวกาศนานาชาติ และเป็นยานลำเดียวในช่วงหลังการปลดระวางกระสวยอวกาศที่สามารถส่งอุปกรณ์ขนาดใหญ่ขึ้น Kibo ได้โดยตรง
ภารกิจสุดท้าย HTV-9 ในเดือนพฤษภาคม 2020 ถือเป็นการปิดฉากยุคแรกของการขนส่งญี่ปุ่นอย่างสมบูรณ์ หลังจากทำงานร่วมกับโครงการสถานีอวกาศนานาชาติ มานานกว่าทศวรรษ ยานรุ่นนี้ได้รับคำชมในระดับสากลเรื่องความเสถียรของระบบ การออกแบบที่ปลอดภัย และความตรงต่อเวลาของการขนส่ง แต่ด้วยข้อจำกัดเรื่องต้นทุนและเวลาเตรียมภารกิจที่ยาวนานกว่า 12 เดือนต่อเที่ยวบิน JAXA จึงเริ่มวางแผนพัฒนายานรุ่นต่อไปที่มีระบบอัตโนมัติและความยืดหยุ่นสูงกว่า ประสบการณ์จาก HTV ทั้ง 9 ลำกลายเป็นฐานข้อมูลสำคัญในการออกแบบระบบใหม่เกือบทั้งหมด ตั้งแต่โครงสร้างน้ำหนักเบา การแยกส่วน Modular เพื่อรองรับ Payload หลากหลาย ไปจนถึงระบบ Avionics ที่ลดภาระงานภาคพื้นดินลงหลายเท่า การเรียนรู้เหล่านี้นำไปสู่แนวคิดใหม่ที่ชื่อว่า HTV-X ยานขนส่งยุคใหม่ของญี่ปุ่นที่ไม่เพียงสานต่อภารกิจเดิม แต่ยังถูกออกแบบให้รองรับอนาคตของการขนส่งอวกาศในยุคหลังสถานีอวกาศนานาชาติด้วย
HTV-X ยานอวกาศที่ถูกสร้างขึ้นบนฐานคิดแห่งอนาคต
โครงการ HTV-X เริ่มต้นขึ้นจากแนวคิดที่ถูกวางไว้ตั้งแต่ปี 2016 โดยมีเป้าหมายหลักสามประการ คือ ลดต้นทุนการขนส่ง เพิ่มความยืดหยุ่นในการบรรทุกสัมภาระ และเตรียมความพร้อมสำหรับภารกิจในโครงการ Lunar Gateway ที่จะเกิดขึ้นในทศวรรษหน้า
ยาน HTV รุ่นแรกแม้จะได้รับการยกย่องในด้านความน่าเชื่อถือ แต่ก็มีข้อจำกัดหลายด้าน เช่น ระยะเวลาเตรียมภารกิจที่ยาวนานกว่า 1 ปีต่อเที่ยวบิน ระบบสายไฟและอุปกรณ์ภายในที่ซับซ้อนเกินจำเป็น รวมถึงการใช้จรวด H-IIB ที่มีต้นทุนสูงและไม่สามารถปรับตามภารกิจขนาดเล็กได้ เมื่อ JAXA เริ่มพัฒนา H3 ซึ่งเป็นจรวดรุ่นใหม่ที่ออกแบบให้มีความยืดหยุ่นและต้นทุนต่ำกว่าเดิม HTV-X จึงถูกออกแบบให้เป็นยานขนส่งหลักของระบบใหม่นี้โดยตรง โครงสร้างของ HTV-X ใช้แนวคิดร่วมกับ H3 ในหลายส่วน ทั้งระบบเชื่อมต่อไฟฟ้า โครงสร้างพ่วงด้านล่าง และระบบควบคุมการสื่อสาร ทำให้ทั้งสองโครงการเดินคู่กันตั้งแต่ต้น
ในเชิงโครงสร้าง HTV-X ถูกออกแบบใหม่ทั้งหมดโดยใช้แนวคิด Modular Architecture แทนที่โครงสร้างแบบ Single Body เดิม ยานแบ่งเป็นสองส่วนหลักคือ Service Module หรือ SM ซึ่งเป็นส่วนที่บรรจุระบบขับดัน ไฟฟ้า การควบคุมอุณหภูมิ และ Avionics และ Cargo Module หรือ CM การแยกสองส่วนนี้ทำให้การเตรียมและติดตั้ง Payload ทำได้รวดเร็วกว่ารุ่นก่อนมาก จากเดิมที่ต้องใช้เวลาราว 80 วันก่อนปล่อย เหลือเพียงประมาณ 40 วัน และยังช่วยให้สามารถรองรับ Payload ที่มีข้อจำกัดเฉพาะ เช่น การทดลองทางชีววิทยาหรือวัสดุศาสตร์ที่ต้องจัดส่งในเวลาจำกัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ
จุดที่ต่างออกไปอย่างชัดเจนคือการจัดวางตำแหน่งของโมดูลภายใน ยาน HTV-X ย้ายส่วน Pressurized Cargo ลงมาอยู่ด้านล่างของโครงสร้าง เพื่อให้เข้าถึงได้ง่ายในขั้นตอนประกอบและตรวจสอบก่อนปล่อย ส่วนบนของยานกลายเป็น Unpressurized Cargo Bay แบบเปิดได้ที่รองรับการติดตั้ง Payload ภายนอก เช่น โมดูลใหม่ ๆ สำหรับติดตั้งนอกตัวสถานี หรือดาวเทียมขนาดเล็ก การออกแบบใหม่นี้ไม่เพียงเพิ่มความยืดหยุ่นในการใช้งาน แต่ยังทำให้ยานสามารถบรรทุกของได้มากกว่าเดิม โดยมี Payload Capacity สูงสุดประมาณ 7.2 ตัน ซึ่งมากกว่า HTV รุ่นก่อนราว 20 เปอร์เซ็นต์ อ้างอิงาก Development Status and Future Plans of Next Generation Cargo Transfer Spacecraft HTV-X
ในด้านระบบอิเล็กทรอนิกส์ HTV-X ใช้ระบบ Avionics ใหม่ทั้งหมด เปลี่ยนจากระบบสายส่งข้อมูลแบบจุดต่อจุดไปเป็น Data Bus แบบ SpaceWire และ MIL-STD-1553B ทำให้ลดน้ำหนักของสายเคเบิลได้กว่า 30 เปอร์เซ็นต์ และช่วยให้การบำรุงรักษาและตรวจสอบระบบภายในง่ายขึ้น ระบบควบคุมกลางใช้คอมพิวเตอร์แบบ Modular Redundant ซึ่งสามารถสลับการทำงานระหว่างหน่วยหลักและสำรองได้อัตโนมัติหากเกิดความผิดพลาด พลังงานของยานมาจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีกำลังไฟรวมประมาณ 7 กิโลวัตต์ และแบตเตอรี่ลิเทียม-ไอออนความจุสูงที่ออกแบบให้ทำงานได้ต่อเนื่องกว่า 10 วันหลังจากแยกออกจากสถานี
ส่วนระบบนำร่องและควบคุมทิศทาง หรือ GNC ได้รับการออกแบบใหม่ให้มีความสามารถแบบ Autonomous Guidance เต็มรูปแบบในทุกขั้นตอนของการเข้าใกล้สถานีอวกาศ ใช้กล้อง LIDAR ร่วมกับระบบภาพความร้อนและ GPS ความละเอียดสูงในการคำนวณตำแหน่งและความเร็วแบบ Real-time เพื่อให้ยานสามารถเข้าหาสถานีได้อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องพึ่งการควบคุมจากภาคพื้นดิน ซึ่งถือเป็นขั้นตอนสำคัญในการเตรียมความพร้อมของระบบสำหรับเวอร์ชัน HTV-XG ที่จะทำหน้าที่ขนส่งในโครงการ Lunar Gateway ซึ่งต้องเชื่อมต่อแบบ Autonomous Docking เต็มรูปแบบ
อย่างไรก็ตาม โครงการ HTV-X ก็เผชิญความล่าช้าเกินกว่าแผนเดิมเกือบสี่ปี เนื่องจากความล้มเหลวของการปล่อยจรวด H3 ครั้งแรกในเดือนมีนาคม 2023 ทำให้ต้องยกเลิกการทดสอบทั้งหมดและกลับไปตรวจสอบระบบใหม่ตั้งแต่ต้น ประกอบกับสถานการณ์การแพร่ระบาดของ COVID-19 ในช่วงปี 2020–2022 ที่ส่งผลให้กระบวนการประกอบและทดสอบใน Clean Room ต้องหยุดชะงักหลายครั้ง โครงการจึงต้องเลื่อนกำหนดการปล่อยออกไปจนถึงปี 2025 แต่ในช่วงเวลาที่หยุดไปนั้น JAXA ใช้โอกาสนี้ในการปรับปรุง Subsystem หลักหลายส่วน เช่น ระบบท่อเชื้อเพลิงแรงดันสูง ระบบควบคุมความร้อน และ Software Integration ระหว่างยานกับ Flight Computer ของ H3 เพื่อให้ยานสามารถเชื่อมต่อและรับคำสั่งได้อย่างสมบูรณ์ในระหว่างการปล่อย
ในเชิงยุทธศาสตร์ HTV-X ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อแทนที่ HTV เท่านั้น แต่เป็นแพลตฟอร์มที่สามารถปรับใช้ได้ในหลายรูปแบบ ทั้งในฐานะยานส่งเสบียงให้สถานีอวกาศ ยานทดลองอิสระที่สามารถปฏิบัติภารกิจในวงโคจรของตนเองหลังถอนตัวออกจากสถานีอวกาศนานาชาติ หรือแม้แต่ยานขนส่งระยะไกลในโครงการ Gateway ในอนาคต
เจาะลึกข้อมูลการออกแบบยาน และการขนส่งสัมภาระ
หากยาน HTV รุ่นแรกคือการพิสูจน์ว่าญี่ปุ่นสามารถส่งของขึ้นสถานีอวกาศได้ด้วยตัวเอง ยาน HTV-X คือการพิสูจน์ว่าญี่ปุ่นสามารถสร้าง “ระบบโลจิสติกส์อวกาศแบบครบวงจร” ได้ในระดับที่เทียบชั้นกับประเทศผู้นำด้านเทคโนโลยีอวกาศทั่วโลก หัวใจของยานรุ่นนี้อยู่ที่ Pressurized Module ซึ่งทำหน้าที่เป็นห้องขนส่งหลักและเป็นส่วนที่นักบินอวกาศจะเข้าไปปฏิบัติงานเมื่อยานเชื่อมต่อกับสถานีอวกาศนานาชาติ โมดูลนี้เป็นผลงานการร่วมมือระหว่าง JAXA และ Mitsubishi Heavy Industries ซึ่งออกแบบและพัฒนาขึ้นใหม่ทั้งหมดเพื่อให้รองรับภารกิจได้หลากหลายมากกว่ารุ่นก่อนหน้า ทั้งในด้านสมรรถนะ การบำรุงรักษา และความยืดหยุ่นของรูปแบบสัมภาระ
โดยรายละเอียดจากบทความเราจะอิงจาก Design of Environmental Control and Cargo Transportation System of HTV-X Pressurized Module
Pressurized Module ของ HTV-X มีความยาวประมาณ 4 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 4.5 เมตร และน้ำหนักโครงสร้างเปล่าประมาณ 3 ตัน ภายนอกหุ้มด้วยฉนวน Multi-Layer Insulation หรือ MLI เพื่อลดการแลกเปลี่ยนความร้อนจากรังสีดวงอาทิตย์และรักษาอุณหภูมิภายในให้คงที่ ขณะที่ภายในออกแบบใหม่ทั้งหมดเพื่อเพิ่มปริมาตรบรรทุกและความสะดวกในการจัดเรียงสัมภาระ
ยานรุ่นนี้สามารถรองรับสัมภาระได้มากกว่า 313 หน่วย CTBE ซึ่งย่อมาจาก Cargo Transfer Bag Equivalent คิดเป็นน้ำหนักรวมประมาณ 4.1 ตัน และรองรับ Payload ขนาดมาตรฐานของสถานีอวกาศ เช่น Cargo Transfer Bag หรือ CTB หลายขนาด International Standard Payload Rack หรือ ISPR ได้สูงสุด 4 ชุด และ Middeck Locker Equivalent อีก 5 ชุด โดยใช้ช่อง Hatch ขนาด 1.2 x 1.2 เมตร ซึ่งใหญ่กว่ารุ่นก่อนหน้าอย่างชัดเจน ทำให้สามารถบรรทุกอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่หรือมีโครงสร้างแข็ง เช่น ตู้ทดลอง เครื่องควบคุมอุณหภูมิ หรือระบบเพาะเลี้ยงสิ่งมีชีวิตได้อย่างสะดวก
หนึ่งในความเปลี่ยนแปลงสำคัญคือระบบควบคุมสิ่งแวดล้อมภายใน Environmental Control and Life Support System หรือ ECLSS ที่พัฒนาโดย JAXA สำหรับภารกิจแบบไร้ลูกเรือ ระบบนี้ทำหน้าที่รักษาสภาพอุณหภูมิ แรงดัน ความชื้น และคุณภาพอากาศ โดยอุณหภูมิจะถูกควบคุมด้วยฮีตเตอร์แบบ Etched-Foil ที่ติดอยู่กับโครงสร้างหลักของโมดูล รักษาอุณหภูมิในช่วง 17–19 องศาเซลเซียสระหว่างบิน และ 21–23 องศาเซลเซียสเมื่อเชื่อมต่อกับสถานี หากมีการบรรทุกสิ่งมีชีวิตอย่างหนูทดลอง ระบบสามารถติดตั้งฮีตเตอร์เฉพาะจุดเพิ่มเติมเพื่อคงอุณหภูมิในช่วง 22–26 องศาเซลเซียสให้เหมาะกับการทดลองทางชีววิทยา ส่วนแรงดันภายในจะถูกควบคุมให้อยู่ระหว่าง 95.8–104.8 กิโลปาสกาล โดยมี Vent Relief Valve หรือ VRV ทำหน้าที่ระบายแรงดันในกรณีฉุกเฉิน สามารถลดแรงดันลงต่ำกว่า 2.8 กิโลปาสกาลภายในห้าชั่วโมงเพื่อระบายก๊าซพิษหรือควันโดยไม่ส่งผลต่อการทรงตัวของยาน
ในแง่การควบคุมคุณภาพอากาศ ยาน HTV-X ใช้ระบบดูดซับความชื้นและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยวัสดุที่พัฒนาเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมปิด ได้แก่ สารดูดซับ Calcium Chloride สำหรับควบคุมความชื้น และแผ่น Lithium Hydroxide สำหรับดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ การเลือกใช้วัสดุเหล่านี้ผ่านการทดสอบในห้องปฏิบัติการของ JAXA เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถรักษาสมดุลอากาศได้ต่อเนื่องเป็นเวลาหลายวันโดยไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตที่อยู่ภายใน ระบบยังติดตั้งเซนเซอร์ตรวจจับควันและก๊าซพิษซึ่งสามารถสั่งตัดไฟอัตโนมัติหากเกิดเหตุไฟไหม้ และใช้ VRV ลดระดับออกซิเจนเพื่อดับไฟโดยไม่ต้องพึ่งอุปกรณ์จากภายนอก
ระบบระบายอากาศภายในของ HTV-X ได้รับการออกแบบใหม่ทั้งหมดเพื่อให้ทำงานได้อย่างต่อเนื่องและปลอดภัยในทุกเฟสของภารกิจ ใช้พัดลมแบบ DC Axial Fan จำนวนสองตัวติดตั้งแบบ Tandem Redundancy หมุนด้วยความเร็วเท่ากันในระหว่างการทำงานปกติ และสามารถเพิ่มรอบหมุนของตัวใดตัวหนึ่งเพื่อชดเชยอีกตัวหากเกิดความขัดข้อง เพื่อให้แน่ใจว่าการไหลของอากาศครอบคลุมอย่างน้อยสองในสามของปริมาตรห้องที่อัตรา 0.05–0.20 เมตรต่อวินาที ซึ่งเป็นมาตรฐานเดียวกับที่ใช้ในสถานีอวกาศนานาชาติ เสียงรบกวนในห้องควบคุมไว้ไม่เกินมาตรฐาน
นอกจากระบบควบคุมสภาพแวดล้อมแล้ว ความสามารถในการบรรทุกสัมภาระของ HTV-X ก็เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ยานรองรับสัมภาระได้ทั้งถุงนิ่ม CTB กล่องแข็งมาตรฐาน ISPR และ Payload ประเภทพิเศษอย่าง MLE ที่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าตลอดการเดินทาง ระบบไฟภายในจ่ายแรงดัน 28 โวลต์แบบ DC กำลังรวมสูงสุด 150 วัตต์ และมีช่องสื่อสาร Ethernet แบบ 100Base-TX สองช่องสำหรับการส่งข้อมูลทางวิทยาศาสตร์
จุดเด่นอีกอย่างคือความสามารถในการโหลดสัมภาระ “แบบเร่งด่วน” หรือ Late Access Capability ซึ่งอนุญาตให้บรรจุสัมภาระเข้ายานได้ถึง 24 ชั่วโมงก่อนปล่อย โดยเฉพาะ Payload ที่มีข้อจำกัดด้านเวลา เช่น ตัวอย่างชีวภาพหรืออุปกรณ์ที่ต้องรักษาอุณหภูมิ โดยสัมภาระเหล่านี้จะถูกติดตั้งใกล้ช่อง Hatch เพื่อให้สามารถนำออกได้ก่อนเมื่อถึงสถานีอวกาศ โครงสร้างชั้นบรรทุกแบบ High-Rate Rack หรือ HRR ยังถูกออกแบบให้พับได้ในระหว่างการขนส่งและกางออกเมื่อเข้าสู่วงโคจรเพื่อใช้พื้นที่ได้อย่างสูงสุด
ภายในโมดูลยังติดตั้งระบบช่วยปฏิบัติงานของนักบินอวกาศหรือ Intra-Vehicular Activity ซึ่งออกแบบตามมาตรฐาน NASA-STD-3000 และเอกสาร SSP 50005 ของสถานีอวกาศนานาชาติ ระบบทั้งหมดสร้างตามแนวคิด “No Tool Philosophy” หมายความว่าลูกเรือสามารถปลดล็อกหรือเคลื่อนย้ายสัมภาระได้ด้วยมือเปล่าโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือใด ๆ ผนังและพื้นของโมดูลติดตั้งราง Seat Track Interface สำหรับติดตั้ง Handrail หรืออุปกรณ์ยึดเพิ่มเติมในตำแหน่งที่ต้องการ รวมถึงใช้เป็นจุดยึดอุปกรณ์ภาคพื้นระหว่างเตรียมการโหลดได้ด้วย ก่อนเริ่มการผลิตจริง JAXA ให้นักบินอวกาศจำลองการทำงานภายในด้วยระบบ Virtual Reality เพื่อประเมินท่าทางและการเคลื่อนไหวในสภาพไร้น้ำหนัก ผลการจำลองถูกนำมาปรับปรุงตำแหน่งอุปกรณ์และการจัดวางสัมภาระเพื่อให้ทุกอย่างเหมาะสมกับการใช้งานจริงที่สุด
หลังจากผ่านขั้นตอนการออกแบบและการทดสอบ Subsystem แล้ว โมดูลจะต้องผ่านการทดสอบแรงดันโครงสร้างที่ 1.5 เท่าของแรงดันใช้งานจริง การตรวจสอบการรั่วซึม การวัดระดับเสียง และการทดสอบ Outgassing พื่อให้มั่นใจว่าภายในยานปราศจากสารปนเปื้อนที่อาจกระทบต่อระบบของสถานีอวกาศนานาชาติ จากนั้นจึงเข้าสู่ขั้นตอนการประกอบรวมกับ Service Module และจรวด H3 ที่ฐานปล่อย Tanegashima Space Center กระบวนการโหลดสัมภาระหลักจะเริ่มต้นราวสองเดือนครึ่งก่อนปล่อย และสัมภาระแบบ Late Access จะถูกติดตั้งในวันสุดท้ายก่อนปิดฝา hatch หลังจากนั้นระบบควบคุมสิ่งแวดล้อมอัตโนมัติของยานจะเริ่มทำงานทันทีจนถึงขั้นตอนสุดท้ายก่อนถูกส่งมอบให้จรวดเพื่อปล่อยขึ้นสู่วงโคจร
ไม่ใช่แค่ยานส่งเสบียง แค่คือโลจิสติกส์อวกาศครบวงจร
ความสำเร็จของ HTV-X ไม่ได้อยู่ที่มันเป็นยานขนส่งที่ทันสมัยกว่าเดิมเท่านั้น แต่คือการที่มันกำลังเปลี่ยน “วิธีคิดเรื่องโลจิสติกส์อวกาศ” ของญี่ปุ่นจากการเป็นผู้ร่วมระบบ มาเป็นผู้สร้างระบบของตนเองอย่างเต็มรูปแบบ ในยุคที่สถานีอวกาศนานาชาติกำลังเดินทางเข้าสู่ทศวรรษสุดท้าย ยานรุ่นใหม่นี้ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับ “ระบบนิเวศของภารกิจ” ที่กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว ทั้งภารกิจเชิงพาณิชย์ ภารกิจวิทยาศาสตร์ และภารกิจทดลองที่ต้องการสภาพแวดล้อมเฉพาะทาง
สิ่งที่ HTV-X ทำได้เหนือกว่ายานรุ่นเดิมคือการลด “เวลาเตรียมภารกิจ” ลงได้เกือบครึ่ง จากเดิมที่ยาน HTV ต้องใช้เวลาเฉลี่ยกว่า 12–14 เดือนต่อหนึ่งเที่ยวบิน เหลือเพียงประมาณ 6–8 เดือนต่อภารกิจ ซึ่งเปลี่ยนสมการของการวางแผนขนส่งสู่สถานีอวกาศอย่างมีนัยสำคัญ เพราะในระบบโลจิสติกส์อวกาศ ความเร็วในการหมุนรอบการปล่อย หรือ Turnaround Time หมายถึงความสามารถในการจัดสรรทรัพยากรวิทยาศาสตร์ได้มากขึ้น ยิ่งสามารถปล่อยได้บ่อยเท่าไร การวิจัยที่ต้องใช้ของสด ตัวอย่างชีวภาพ หรือ Payload ที่มีอายุสั้น ก็ยิ่งมีโอกาสประสบความสำเร็จสูงขึ้น
นอกจากนั้น การออกแบบแบบ Modular Architecture ทำให้ HTV-X รองรับรูปแบบของภารกิจได้หลากหลายมากขึ้น ทั้งการขนส่งเสบียงมาตรฐาน การขนส่งอุปกรณ์ที่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าระหว่างทาง หรือแม้แต่การทดลองที่ต้องดำเนินการระหว่างบินก่อนถึงสถานีอวกาศ ยานสามารถแยกการทำงานของระบบต่าง ๆ ได้อย่างอิสระ
HTV-X ยังรองรับการปล่อยดาวเทียมขนาดเล็กด้วยระบบใหม่ที่ชื่อว่า HSSOD หรือ HTV Small Satellite Orbital Deployer ซึ่งพัฒนาต่อยอดจากระบบ JSSOD ที่ติดตั้งบนโมดูล Kibo ของสถานีอวกาศเดิม HSSOD ทำให้ญี่ปุ่นกลายเป็นหนึ่งในไม่กี่ประเทศที่สามารถให้บริการ “ปล่อยดาวเทียมจากยานขนส่ง” ได้โดยตรง โดยไม่ต้องผ่านโครงสร้างของสถานีอวกาศ ซึ่งเปิดโอกาสใหม่ให้กับกลุ่มวิจัย มหาวิทยาลัย และบริษัทเทคโนโลยีขนาดเล็กที่ต้องการส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรในรูปแบบที่ยืดหยุ่นกว่าการจองคิวกับ SpaceX หรือ Rocket Lab
ในมิติของ Space Logistics นี่คือการย้ายตำแหน่งของญี่ปุ่นจากผู้ให้บริการแบบ “ภายในระบบ” ของสถานีอวกาศนานาชาติมาสู่การเป็น End-to-End Logistics Provider ที่สามารถออกแบบวงจรขนส่งได้เองตั้งแต่การผลิตจรวด H3 การสร้างยาน HTV-X การคิดเผื่อการจัดการกับ Payload และการให้บริการปล่อยดาวเทียมเชิงพาณิชย์ ซึ่งทั้งหมดนี้เกิดขึ้นภายในประเทศเดียว นั่นหมายถึงญี่ปุ่นสามารถควบคุมทั้งห่วงโซ่การขนส่งได้อย่างสมบูรณ์ โดยไม่ต้องพึ่งพาเส้นทางขนส่งของยุโรปหรือสหรัฐฯ เหมือนในอดีต
ที่สำคัญ ระบบขนส่งของ HTV-X ยังถูกออกแบบให้รองรับการทดลองที่ “ดำเนินการต่อได้แม้หลังถอนจากสถานีอวกาศ” อธิบายก็คือ หลังจากปลดตัวออกจากสถานีอวกาศนานาชาติยานยังสามารถทำงานต่อในวงโคจรอิสระได้อีกหลายวัน ระบบพลังงานและควบคุมสิ่งแวดล้อมภายในสามารถดำเนินการอัตโนมัติทำให้ Payload ที่ต้องการเงื่อนไขพิเศษ เช่น การทดลองด้านวัสดุศาสตร์ที่ต้องอาศัยการเย็นตัวในสภาวะไร้น้ำหนัก หรือการศึกษาการตกผลึกของโปรตีนในระยะยาว สามารถใช้ยาน HTV-X เป็นแพลตฟอร์มทดลองได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านสถานีอวกาศ
ด้านบนยานยังมีการติดตั้งอุปกรณ์ทดลองขนาดเล็กชื่อ Mt. FUJI Mount Fuji Small Laser Reflector ซึ่งเป็นรีเฟลกเตอร์สำหรับการวัดระยะทางด้วยเลเซอร์จากพื้นโลก หรือ Satellite Laser Ranging ย่อว่า SLR จุดประสงค์คือเพื่อใช้ข้อมูลจากเครือข่ายสถานี SLR กว่า 40 แห่งทั่วโลกในการคำนวณและประมาณค่าทิศทางหรือ Attitude ของยาน HTV-X ขณะอยู่ในวงโคจร จากนั้นจะนำค่าที่ได้มาเปรียบเทียบกับข้อมูล Telemetry เพื่อทำการประเมินและตรวจสอบความถูกต้อง ซึ่งนับเป็นครั้งแรกของโลกที่มีการพยายามดู Attitude ของยานโดยใช้เทคนิค SLR ในลักษณะนี้ ถือเป็นอีกหนึ่งก้าวสำคัญของญี่ปุ่น
ทั้งหมดนี้สะท้อนทิศทางใหม่ของญี่ปุ่นในฐานะ “Space Logistic” แห่งเอเชีย เพราะในขณะที่สหรัฐฯ มี Dragon และ Cygnus ที่อยู่ในมือเอกชน ยุโรปมี Automated Transfer Vehicle ของ ESA ที่ปลดระวางไปแล้ว และรัสเซียยังคงใช้ Progress รุ่นดั้งเดิม ญี่ปุ่นกลับเลือกพัฒนาแนวทางใหม่ที่เน้น “คุณภาพและความยืดหยุ่นเชิงระบบ” มากกว่าการผลิตจำนวนมาก HTV-X ไม่ได้เกิดขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการเชิงปริมาณของสถานีอวกาศเท่านั้น แต่เพื่อสร้างระบบขนส่งที่สามารถแปรรูปได้ตามภารกิจ หากมองในเชิงเศรษฐศาสตร์อวกาศ การมาถึงของ HTV-X ยังเปิดโอกาสให้ญี่ปุ่นสามารถทำสัญญาเชิงพาณิชย์กับองค์กรวิจัยและมหาวิทยาลัยทั่วโลกได้โดยตรง จากเดิมที่ต้องส่ง Payload ผ่านระบบของ NASA หรือ ESA การมีระบบขนส่งของตัวเอง หมายถึงการลดระยะเวลารอคิว ลดความเสี่ยงของการถูกเลื่อน และสร้างโครงสร้างรายได้ใหม่ในรูปแบบ Space-as-a-Service ที่กำลังกลายเป็นโมเดลธุรกิจสำคัญในอุตสาหกรรมนี้
อนาคตของการเติมเสบียงให้ภารกิจสำรวจดวงจันทร์
ยาน HTV-X ถูกออกแบบให้มีเส้นทางชีวิตที่ยาวกว่ายานรุ่นก่อนอย่างชัดเจน มันไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อแค่ส่งเสบียงขึ้นไปยังสถานีอวกาศนานาชาติแต่ถูกวางรากฐานไว้ตั้งแต่แรกให้เป็น “แพลตฟอร์มขนส่งอวกาศระยะไกล” ที่สามารถดัดแปลงต่อยอดไปสู่ภารกิจในยุคหลังสถานีอวกาศนานาชาติโดยเฉพาะโครงการ Lunar Gateway ซึ่งเป็นสถานีอวกาศขนาดเล็กในวงโคจรรอบดวงจันทร์ ที่ NASA, ESA, JAXA และ CSA กำลังร่วมกันสร้างเพื่อรองรับภารกิจสำรวจในยุค Artemis
ตั้งแต่ช่วงปี 2020 เป็นต้นมา JAXA ได้เริ่มวางแนวทางพัฒนาต่อยอดจาก HTV-X สู่เวอร์ชันใหม่ที่เรียกว่า HTV-XG หรือ HTV-X for Gateway ยานรุ่นนี้จะเป็นวิวัฒนาการต่อไปของระบบขนส่งญี่ปุ่น ซึ่งจะทำหน้าที่คล้ายกับ Dragon XL ของ SpaceX คือเป็นยานขนส่งเสบียง วิทยาศาสตร์ และอุปกรณ์ให้กับสถานี Gateway ที่โคจรรอบดวงจันทร์ในระยะไกลกว่า 400,000 กิโลเมตรจากโลก
การเปลี่ยนผ่านนี้เป็นจุดสำคัญที่ทำให้ JAXA ต้องพัฒนาเทคโนโลยีใหม่แทบทุกมิติ ตั้งแต่ระบบขับดันไปจนถึงการสื่อสาร ยาน HTV-XG จะใช้ระบบขับดันแบบ Bipropellant ที่มีกำลังสูงกว่าเดิมอย่างน้อย 30% เพื่อให้สามารถทำ Transfer จากวงโคจรโลกสู่ Near Rectilinear Halo Orbit หรือ NRHO ซึ่งเป็นวงโคจรของ Gateway ได้อย่างแม่นยำ ส่วนระบบสื่อสารจะเปลี่ยนไปใช้เครือข่าย Deep Space Network ของ NASA ร่วมกับสถานีภาคพื้นของญี่ปุ่น เพื่อรองรับการส่งข้อมูลระยะทางไกลถึงหลายแสนกิโลเมตร นอกจากนี้ JAXA ยังได้วางแผนพัฒนาโครงสร้างป้องกันรังสีใหม่ที่ใช้การเคลือบด้วย Polyethylene Composite และการจัดเรียงอุปกรณ์ภายในเพื่อกระจายปริมาณรังสี Radiation Shield Layout ให้เหมาะสมกับการทำงานในสภาวะระยะยาว
ในด้านระบบควบคุมการเชื่อมต่อหรือ Docking System ยาน HTV-X รุ่นปัจจุบันยังคงใช้ระบบ CBM หรือ Common Berthing Mechanism แต่ในเวอร์ชัน HTV-XG ระบบจะถูกเปลี่ยนเป็น IDSS หรือ International Docking System Standard ที่สามารถเชื่อมต่อได้โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องพึ่งแขนกล ซึ่งเป็นมาตรฐานเดียวกับที่ใช้ในยาน Orion และ Dragon XL ความเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้ HTV-XG กลายเป็นยานขนส่งอัตโนมัติเต็มรูปแบบที่สามารถปฏิบัติการได้ในสภาวะที่ไม่มีมนุษย์อยู่ในสถานี ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ Gateway ที่ไม่ได้มีลูกเรือประจำตลอดเวลา
แล้วนักวิจัยบ้านเราจะได้ประโยชน์อะไรจากยานรุ่นใหม่นี้
แม้ HTV-X จะถูกพูดถึงในฐานะยานขนส่งยุคใหม่ของญี่ปุ่น แต่สำหรับประเทศไทย ภารกิจนี้มีความหมายมากกว่านั้น เพราะในเที่ยวบินแรกของ HTV-X จะมี KnackSat-2 ดาวเทียมขนาดเล็กที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือร่วมมือกับเอกชนและภาคการศึกษาร่วมเดินทางไปด้วย ภายใต้โครงการ J-Cube ของ JAXA ซึ่งเปิดให้มหาวิทยาลัยจากประเทศพันธมิตรในเอเชียมีโอกาสส่งดาวเทียมขึ้นไปทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ ตามที่เราเคยเล่าไปในข่าว สรุปกิจกรรมในวงการอวกาศไทย 2024 ดาวเทียม KnackSat-2 จะถูกปล่อยออกจากโมดูลญี่ปุ่นโดยใช้ระบบ JSSOD หรือ JEM Small Satellite Orbital Deployer ซึ่งเป็นระบบเดิมที่ญี่ปุ่นใช้มานานตั้งแต่ยุคของ HTV รุ่นก่อน รวมถึงการทดลองของเยาวชนไทย ตามเด็กไทยไปทำการทดลองกับนักบินอวกาศ ในโครงการ Asian Try Zero-G ที่ JAXA
ในอนาคต ระบบ HSSOD ซึ่งพัฒนาต่อยอดจาก JSSOD จะกลายเป็นอีกช่องทางสำคัญที่ไทยอาจได้ใช้บริการโดยตรงเมื่อยาน HTV-X เข้าสู่การให้บริการเต็มรูปแบบ ระบบนี้จะทำให้ดาวเทียมขนาดเล็กสามารถถูกปล่อยจากยาน HTV-X ได้โดยตรงโดยไม่ต้องรอผ่านสถานีอวกาศ ซึ่งจะช่วยลดเวลาและขั้นตอนในการรอคิวปล่อยลงได้มาก และเปิดโอกาสให้มหาวิทยาลัยไทยหรือกลุ่มวิจัยในประเทศเข้าถึงโอกาสใหม่ ๆ ในการทดสอบ Payload บนอวกาศได้ต่อเนื่องตลอดปี
ที่ผ่านมา Payload ไทยหลายชิ้นที่ร่วมมือกับ JAXA ต้องใช้พื้นที่บนยานของประเทศอื่น เช่น Dragon หรือ Cygnus ที่ทาง JAXA เองก็ต้องไปแย่งยิงพื้นที่กับ NASA และ ESA รวมถึงบริษัทเอกชนจากทั่วโลก รวมถึงกรณีที่เคยเกิดการเลื่อนภารกิจหรือความเสียหายระหว่างขนส่งภาคพื้นดินและกรณีปัญหาของยาน Starliner ที่ทำให้ Logistic ของสถานีอวกาศนานาชาติปั่นป่วน
การที่ JAXA มีระบบขนส่งของตัวเองอย่าง HTV-X จะช่วยลดความไม่แน่นอนเหล่านี้ลงอย่างมาก และเพิ่มพื้นที่สำหรับ Payload จากประเทศพันธมิตรในภูมิภาคเอเชีย รวมถึงไทย ที่มีโครงการวิจัยในกรอบความร่วมมืออย่าง Asian Try Zero-G ภายใต้ Asian Beneficial Collaboration through “Kibo” Utilization หรือ Kibo-ABC สำหรับประเทศไทย การมาถึงของ HTV-X คือสัญญาณว่า “ความร่วมมือกับญี่ปุ่นจะไม่ใช่แค่การทดลอง แต่คือระบบที่ต่อเนื่องได้จริง” เพราะยานรุ่นใหม่นี้ไม่เพียงเพิ่มโอกาสทางวิทยาศาสตร์ แต่ยังสร้างช่องทางใหม่ในเชิงอุตสาหกรรมสำหรับการพัฒนา Payload, ระบบอิเล็กทรอนิกส์, และเทคโนโลยีบรรจุห่อในระดับที่สามารถเข้าสู่ห่วงโซ่โลจิสติกส์อวกาศญี่ปุ่นได้อย่างแท้จริง
สิ่งที่ HTV-X ทำจึงไม่ได้จำกัดอยู่แค่การลดเวลาขนส่งหรือลดต้นทุนต่อเที่ยวบิน แต่มันคือการสร้าง “ความต่อเนื่อง” ให้กับการเข้าถึงอวกาศในระดับภูมิภาค จากเดิมที่ประเทศเล็กอย่างเราเคยต้องรอจังหวะ เคยต้องพึ่งคิวจากสหรัฐฯ หรือยุโรป วันนี้เรามีเส้นทางที่ใกล้กว่า ปลอดภัยกว่า และจับต้องได้จริงขึ้นทุกที การมีดาวเทียมไทยร่วมเดินทางไปกับยานรุ่นใหม่นี้จึงไม่ใช่แค่ความภาคภูมิใจเชิงสัญลักษณ์ แต่คือสัญญาณของการเปลี่ยนผ่านจากยุคที่อวกาศเป็นของคนกลุ่มเล็ก ไปสู่ยุคที่มันกลายเป็นโครงสร้างพื้นฐานของภูมิภาคเอเชียที่ทุกประเทศสามารถมีส่วนร่วมได้นั่นเอง
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
