Orion กลายเป็นยานอวกาศคนนั่งที่เดินทางห่างจากโลกที่สุดที่ 430,000 กิโลเมตร

หลังจากการบินขึ้นของ SLS จรวดที่ทรงพลังมากที่สุดในโลก ที่เป็นการเปิดฉากการสำรวจดวงจันทร์ของมนุษย์อย่างเป็นทางการอีกครั้งหลังจากระยะเวลากว่า 50 ปีที่ไม่เคยมียานอวกาศมนุษย์เดินทางสู่วงโคจรของดวงจันทร์เลย ในบทความนี้เราจะมาบอกเล่าประเด็นที่น่าสนใจในการเดินทางไปยังดวงจันทร์ เพื่อทำภารกิจทดสอบการโคจรรอบดวงจันทร์ เตรียมพร้อมสู่ก้าวต่อไปที่จะมีมนุษย์เดินทางไปด้วย ในภารกิจ Artemis II และ Artemis III ตามลำดับ

จรวด SLS ขณะจุดเครื่องยนต์และยกตัวขึ้นจากฐานปล่อย เพื่อพาเอายาน Orion เดินทางสู่ดวงจันทร์

ก่อนอื่น ต้องเล่าให้ฟังก่อนว่าในการปล่อยจรวด SLS นั้น นับว่าเป็นการขึ้นบินครั้งแรกของ SLS แต่สำหรับยาน Orion นั้น นี่เป็นการทดสอบบินครั้งที่ 2 เนื่องจากในเดือนธันวาคม 2014 เคยมีการทดสอบยาน Orion มาแล้ว โดนติดตั้งเข้าไปกับตัวจรวด Delta IV Heavy ซึ่งเป็นจรวดหนักที่ทรงพลังพอ อย่างไรก็ตาม พลังของมันนั้นเพียงพอที่จะส่งยาน Orion ให้เดินทางไปในอวกาศห้วงลึกห่างจากโลกเพียงแค่ 5,800 กิโลเมตรเท่านั้น (ไม่ถึงวงโคจรของบรรดาดาวเทียมค้างฟ้า ที่ 37,000 กิโลเมตรด้วยซ้ำ) เราเรียกการทดสอบครั้งนั้นว่า Exploration Flight Test-1

อย่างไรก็ตาม ในการทดสอบครั้งนั้น Orion ได้ผ่านจุดที่เรียกว่า แถบรังสี Van Allen ซึ่งเป็นเขตที่สนามแม่เหล็กของโลก ได้ดักเอาอนุภาคมีประจุต่าง ๆ ไว้ เป็นระยะช่วง 640 ถึง 58,000 กิโลเมตร โดยในบริเวณนี้ นับว่ามีความอันตรายต่ออุปกรณ์คอมพิวเตอร์บนยาน และร่างกายของมนุษย์ เพราะหากอนุภาคเหล่านี้ไปรบกวนการทำงานของวงจรไฟฟ้า ก็อาจทำให้ระบบของยานอวกาศเสียหายได้ รวมถึงอนุภาคเหล่านี้ก็อันตรายพอที่จะรบกวนการทำงานของร่างกายมมนุษย์ในระดับ​ DNA นำไปสู่การกลายพันธุ์ หรือการเกิดเซลล์มะเร็งได้ ทำให้ยานอวกาศเหล่านี้ต้องถูกออกแบบมาเพื่อการเดินทางผ่านแถบรังสี Van Allen โดยเฉพาะ

ปัจจุบันมียานอวกาศสำหรับมนุษย์เพียง 2 รุ่นเท่านั้น ที่เคยเดินทางผ่านแถบรังสีดังกล่าว ได้แก่ยาน Apollo ในยุคของโครงการ Apollo และยาน Orion ในยุคของ Artemis นั่นเอง

การเดินทางสู่ดวงจันทร์ของ Orion สำหรับทดสอบ Artemis I

สำหรับการเดินทาง ในครั้งนี้ NASA ออกแบบวงโคจรสำหรับการทดสอบครั้งนี้โดยเฉพาะ ซึ่งจะแตกต่างจากวงโคจรในภารกิจ Artemis II และ Artemis III ซึ่งในแต่ละภารกิจ ก็จะต้องมีวงโคจรในลักษณะที่แตก่างกันไปตามรูปแบบของภารกิจ ไม่ว่าจะเป็นการเชื่อมต่อเข้ากับ Lunar Gateway หรือการลงจอดบนผิวของดวงจันทร์

แผนภาพแสดงการเดินทางของภารกิจ Artemis I

วงโคจรของ Artemis I นั้น เริ่มต้นจากการที่ NASA ปล่อยยาน Orion ขึ้นสู่อวกาศในวันที่ 16 พฤศจิกายน 2022 หลังจากนั้นประมาณ​ 1 ชั่วโมง 30 นาที จรวดท่อนที่ 2 ของ SLS ที่ชื่อว่า Interim Cryogenic Propulsion Stage หรือ ICPS จะจุดจรวด เพื่อขยายวงโคจรของ Orion เข้าสู่วงโคจร Trans-Lunar (เรียกว่า Translunar Injection Burn) ซึ่งเมื่อพาตัว Orion เข้าสู่วงโคจร Translunar แล้ว ตัว ICPS ก็จะแยกตัวออกจากยาน Orion

ซึ่งโอกาสนี้ ก็ได้มีการปล่อยดาวเทียม CubeSat จำนวน 10 ดวง โดยอ้างอิงจากรายงานของ Parabolic ARC นั้น ดาวเทียม 6 ดวงจากทั้งหมดทำงานได้โดยไร้ปัญหา ในขณะที่ดาวเทียมอีก 2 ดวง (LunIR, OMOTENASHI) พบปัญหาในการทำงาน ส่วนอีก 2 ดวง (NEA Scout, Team Miles) ไม่ทราบชะตากรรม

ภาพของยาน Orion ขณะที่กำลังกางแผง Solar Array หลังจากบินขึ้นจากโลก

ยาน Orion ใช้เวลาประมาณ 3 วันในการเดินทางสู่ดวงจันทร์ โดยภาพของดวงจันทร์นั้น ปรากฎให้เห็นชัดขึ้นเรื่อย ๆ ใกล้ขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั้งในวันที่ 21 พฤศจิกายน 2022 ตัวยานก็เข้าสู่ดวงจันทร์ใกล้ที่สุดในระยะ 128 กิโลเมตร โดยอ้อมไปที่ด้านหลังของดวงจันทร์ ซึ่งในช่วงนั้น ยาน Orion จะเสียการเชื่อมต่อกับโลก (Loss of Signals) แต่ระบบคอมพิวเตอร์บนยาน จะควบคุมตัวยานให้จุดจรวดเพื่อชะลอความเร็วให้เข้าสู่วงโคจรของดวงจันทร์ ซึ่งก็สำเร็จเรียบร้อยดี

Orion ขณะเข้าใกล้ดวงจันทร์ ในวันที่ 21 พฤศจิกายน 2022

ในวันที่ 26 พฤศจิกายน ก็มีการจุดจรวดเพื่อพาเอายาน Orion เข้าสู่วงโคจรแบบ Distant Retrograde Orbit ซึ่งเป็นวงโคจรกลม ห่างจากดวงจันทร์ประมาณ 64,373 กิโลเมตร โดยจะโคจรอยู่ในวงโคจรนี้เป็นเวลา 6 วัน ก่อนที่จะจุดจรวดเพื่อให้ตัวยาน โคจรเข้าใกล้ดวงจันทร์อีกครั้ง และใช้แรงโถ้มถ่วงดวงจันทร์ เหวี่ยงตัวยานกลับสู่โลกในที่สุด จบการเดินทาง

เรียกได้ว่า เป็นวงโคจรที่ไม่ได้หวือหวาอะไรมาก ซึ่งก็เหมาะสมสำหรับการทดสอบการเดินทางในครั้งแรก และ NASA จะใช้โอกาสนี้ ในการทดสอบการทำงานของระบบต่าง ๆ ตั้งแต่การควบคุมทิศทาง, ระบบคอมพิวเตอร์, ระบบการสื่อสาร และเซ็นเซอร์อีกจำนวนมากในตัวยานที่จะดูว่าตัวยาน Orion นั้น ปลอดภัยสำหรับการนำมนุษย์ขึ้นบินหรือเปล่า

สิ่งที่ไม่พูดถึงไม่ได้ก็คือตัวยาน Orion รอบนี้นั้น ล้วนแต่ประกอบมาจากสิ่งที่เป็นมรดกมาจากอดีต โดยเฉพาะเครื่องยนต์ OMS หรือ Space Shuttle Orbital Maneuvering System ซึ่งเครื่องยนต์นี้เคยผ่านการบินมาแล้วมากกว่า 19 ภารกิจ ตั้งแต่ปี 1984 (เอาวัตถุโบราณมาใช้) ซึ่ง OMS นั้น ก็ถูกติดตั้งเอาไว้กับส่วนที่เรียกว่า European Service Module ซึ่งถูกพัฒนาขึ้นมาโดย ESA และ Airbus นั่นเอง

บรรยากาศในยาน Orion ซึ่งมีหุ่นจำลองนักบินอวกาศนั่งอยู่ ส่วนตรงกางภาพ เราจะเห็นตุ๊กตา Snoopy ลอยอยู่ในสภาะไร้น้ำหนักด้วย

ส่วน Payload ที่ขึ้นบินในภารกิจ Artemis I นั้นก็ได้แก่ หุ่นนักบินอวกาศจำลองที่ NASA ตั้งชื่อว่า Captain Moonikin Campos ตั้งชื่อตามคุณ Arturo Campos วิศวกรคนสำคัญในยุค Apollo ที่ออกแบบ electrical systems ให้กับยาน Apollo และมีบทบาทสำคัญในการช่วยแก้ปัญหาในวิกฤติ Apollo 13

NASA และ DLR หน่วยงานสำรวจอวกาศจากเยรมนี ยังได้ส่ง Matroshka AstroRad Radiation Experiment (MARE) ซึ่งเป็นการทดลองเสื้อเกาะกันรังสี โดยตัวการทดลองนี้จะมีลักษณะเป็นหุ่นจำลองสรีระของมนุษย์เพศหญิง จำนวน 2 หุ่น ติดตั้งเซ็นเซอร์ต่าง ๆ เพื่อศึกษาผลกระทบของรังสีในอวกาศ

ภาพแสดงหุ่นจำลองทั้ง 3 ที่ถูกติดตั้งเข้าไปกับยาน Orion

และที่สร้างบทสนทนาอีกอันหนึ่งก็คือ การส่งตุ๊กตา Shaun the Sheep และ Snoopy ขึ้นไปล่องลอยในสภาะไร้น้ำหนักบนยานด้วย

ภารกิจ Artemis I นี้ ยังได้ทำลายสถิติที่สำคัญก็คือ เป็นยานอวกาศแบบคนนั่งที่เดินทางห่างจากโลกไกลที่สุด คือ 430,000 กิโลเมตร (ทำลายสถิติของ Apollo ใน Apollo 13) แม้ในรอบนี้จะยังไม่มีมนุษย์เดินทางไปด้วย แต่ถ้ามีมนุษย์เดินทางไปด้วยก็จะเป็นอีกสถิตินึง (ฮา) ซึ่งตัวเลขนี้ จะขยายออกไปได้ไกลถึง 480,000 กิโลเมตรเลยทีเดียว บางช่วงเวลา

เรียกได้ว่าในการทดสอบ Artemis I นั้น แม้จะไม่ได้เป็นการลงจอดดวงจันทร์ แต่ก็เป็นสิ่งที่สร้างความตื่นเต้นและท้าทายให้กับการสำรวจอวกาศในยุคใหม่เป็นอย่างมาก ก็คงต้องรอติดตามกันต่อไปว่าผลจากการทดสอบ จะช่วยให้ Artemis II บินขึ้นได้เร็วแค่ไหน แต่ถ้าประเมินจากตอนนี้ก็น่าจะอยู่ที่ประมาณปี 2024 นั่นเอง

เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co