หลังจากการประกาศ Space Policy Directive 1 เมื่อวันที่ 11 ธันวาคม 2017 โดยประธานาธิบดี Donald Trump เกี่ยวกับการสำรวจอวกาศนอก low-Earth Orbit และการนำมนุษย์กลับไปที่ดวงจันทร์ ทำให้เกิดโครงการ Artemis ซึ่งจะพามนุษยชาติกลับไปดวงจันทร์ภายในปี 2024 หลังจากที่ไม่มีมนุษย์คนใดได้กลับไปเยือนอีกกว่า 50 ปีแล้ว พร้อมทั้งการตั้งฐานแบบถาวรบนขั่วใต้ของดวงจันทร์เรียกว่า Artemis Base Camp ซึ่งเป็นการปูทางด้านเศรษฐกิจและทางด้านวิทยาศาสตร์ให้กับดวงจันทร์ในอนาคต รวมถึงการพามนุษยชาติไปดาวอังคารก่อนปี 2030
อ่านบทความเจาะลึกโครงการ Artemis
ก่อนที่มนุษย์จะกลับไปดวงจันทร์ หุ่นยนต์จะกลับไปก่อน
หลังจากที่ยาน Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ของ NASA ได้ทำหน้าที่ถ่ายรูปและทำแผนที่ดวงจันทร์มากกว่า 11 ปีแล้ว สำหรับการเตรียมการพามนุษย์รุ่นใหม่กลับไปที่ดวงจันทร์ แต่มันถึงเวลาที่ NASA จะต้องส่งยานไปใหม่แล้วเพื่อเตรียมการลงจอดบนดวงจันทร์ โครงการย่อยของ Artemis เรียกว่า Commercial Lunar Payload Service (CLPS) ได้เลือกภารกิจหุ่นยนต์ 2 ภารกิจแรกที่จะส่ง Payload เชิงวิทยาศาสตร์และเชิงพาณิชย์ไปลงจอดบนดวงจันทร์ในปี 2021
ทั้งนี้ NASA ยังจะส่งยานสำรวจโรเวอร์ (Rover) เรียกว่า VIPER หรือ Volatiles Investigating Polar Exploration Rover เพื่อทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์บนขั้วใต้ของดวงจันทร์ โดยวัตถุประสงค์หลักของ VIPER คือการหาน้ำบนดวงจันทร์ ข้อมูลจาก VIPER จะถูกนำไปใช้ในการพัฒนาระบบ In-situ Resource Utilization Technologies (ISRU) ซึ่งเทคโนโลยี ISRU เป็นการนำทรัพยากรที่มีในที่นั้น ๆ มาใช้ให้เกิดประโยชน์ให้มากที่สุดเช่นแสงอาทิตย์ ซึ่ง ISRU จริง ๆ เป็นต้นแบบสำหรับเอาไปใช้บนดาวอังคาร แต่เอามาใช้กับดวงจันทร์เพื่อทดสอบก่อน ยาน VIPER จะถูกส่งไปดวงจันทร์ในเดือน ธันวาคม ปี 2022 ตามกำหนดการ
ISRU จำเป็นในการสนับสนุนภารกิจระยะไกลที่การ Resupply มีมูลค่าสูง อย่างการจะคอยส่งยาน Resupply ไปดวงจันทร์เพื่อเติมเสบียงตลอดภารกิจไม่คุ้มค่าอย่างยิ่ง Lunar gateway และฐานปฎิบัติการบนขั้วใต้ดวงจันทร์จะต้องสามารถอยู่ได้โดยไม่มีการ Resupply จากโลก เช่น ระบบขับดันอย่าง Power and Propulsion Element (PPE) ของ Lunar gateway ในวงโคจร Selenocentric (วงโคจรดวงจันทร์) ซึ่งจำเป็นต้องยิงจรวดขับดันตลอดเพื่อปรับวงโคจรหรือทำ Stationkeeping เพื่อรักษาวงโคจรเพราะวงโคจรของดวงจันทร์ไม่เสถียร
หรืออย่างการทำ Biomining (อ่านบทความ ฺBiomining) เพื่อหาทรัพยากรอย่างเหล็กก็เป็นหนึ่งในเทคโนโลยี ISRU เพื่อให้นักบินอวกาศที่อยู่บนดวงจันทร์และบน Lunar gateway สามารถอยู่รอดโดยไม่มีทรัพยากรจากโลกได้ และนี้ถือเป็นการทดลองระบบก่อนที่จะนำไปใช้จริงในการตั้งถื่นฐานและสำรวจดาวอังคาร
นอกจากนี้ยังจะมียานสำรวจในวงโคจร Selenocentric ของ NASA ถูกส่งไปก่อนจำนวนมากเพื่อสำรวจพื้นผิวของดวงจันทร์เพื่อหาพื้นที่ที่มีทรัพยากรมากสำหรับการตั้งถื่นฐานบนดวงจันทร์และการทำแผนที่พื้นผิวดวงจันทร์อย่างละเอียดเพื่อเตรียมการส่งยานสำรวจพื้นผิวไปลงจอดบนดวงจันทร์
ภาพรวมของภารกิจ Artemis หลัง NASA ปรับแผน
ยาน Orion และจรวด SLS หรือ Space Launch System จะเป็นยานหลักในภารกิจ Artemis สำหรับการส่งมนุษย์ไปที่ดวงจันทร์ ยาน Orion สามารถจุนักบินอวกาศได้ 4 คน ส่วนจรวด SLS เป็นจรวด Heavy-Lift ออกแบบมาสำหรับการขนส่ง Payload แบบ High-mass ขึ้นไปที่อวกาศและดวงจันทร์ สองอย่างที่เพิ่มเข้ามานอกจาก SLS และ Orion คือระบบ PPE หรือ Power and Propulsion Element ของ Lunar gateway และระบบ Habitation and Logistics Outpost หรือ HALO ซึ่งก็คือหนึ่งในเทคโนโลยี ISRU ดี ๆ นี่เอง
Lunar gateway จะถูกส่งไปที่วงโคจร Selenocentric ของดวงจันทร์ก่อนเพื่อรอรับนักบินอวกาศที่จะตามมาทีหลัง Lunar gateway จะอาศัยการควบคุมจาก Mission Control Center ที่ Johnson Space Center ก่อนเพื่อตรวจสอบระบบต่าง ๆ ใน Gateway และรอจนกว่าระบบ Humand Landing System (HLS) จะมาถึง Lunar gateway ระหว่างการประกอบ เมื่อ HLS มาถึงและทดสอบเรียบร้อย นักบินอวกาศชุดแรกจะถูกส่งมา Lunar gateway ด้วยยาน Orion
โครงการ Artemis จะเริ่มด้วย Artemis I โดยการส่งยาน Orion และ SLS โดยไม่มีมนุษย์ควบคุมไปก่อนและตามด้วย Artemis II ที่มีมนุษย์ควบคุม Artemis I จะถูกส่งไปที่วงโคจรดวงจันทร์แล้วกลับมาเพื่อประเมิณประสิทธิภาพของยานอวกาศ Artemis I ยังจะปล่อยดาวเทียม CubeSats จำนวน 13 ดวงไว้บนวงโคจร Selenocentric เพื่อทำการทดลองอีกด้วยซึ่ง CubeSats แต่ละอันไม่ใช่ของ NASA แต่อย่างใด (ไม่ใช่อะไรหรอก มันได้ตังค์ค่าปล่อยเพิ่ม)
หลังจาก Artemis I สำเร็จ Artemis II จะเป็นการส่งมนุษย์กลับไปดวงจันทร์หลังจากที่ไม่มีใครไปเยือนมากว่า 50 ปี Artemis II จะเป็นการ Fly-by ของดวงจันทร์เฉย ๆ ไม่ได้ลงจอดเหมือน Apollo 8 มีจุดประสงค์เพื่อทดสอบทุกระบบทั้ง Software และ Hardware โดยทุกอย่างจะทำเหมือน Artemis III ทุกอย่างเพื่อจำลองสถานการณ์ขาดแต่การลงจอดบนพื้นผิวเท่านั้น
Artemis III จะเป็นภารกิจการนำนักบินอวกาศหญิงคนแรกและนักบินอวกาศชายคนต่อไปกลับไปเหยียบบนดวงจันทร์ในปี 2024 พร้อมกับ Lunar gateway ที่มพร้อมรองรับนักบินอวกาศ Lunar gateway จะมีส่วนประกอบจากหลาย ๆ ประเทศมารวมกัน ในเดือน กุมภาพันธ์ ปี 2019 แคนาดาประกาศการมีส่วนรวมในโครงการ Lunar gateway ด้านหุ่นยนต์ ในเดือน ตุลาคม ปี 2019 ญี่ปุ่นประกาศเข้าร่วมโครงการ Lunar gateway โดยจะดูแลเรื่องโมดูลการอยู่อาศัยและในเดือน พฤศจิกายน ปี 2019 European Space Agency หรือ ESA ประกาศเข้ารวทโครงการ Lunar gateway โดยจะร่วมพันฒนาโมดูล I-Hab (International Habitat) สำหรับการอยู่อาศัย และระบบเติมเชื้อเพลิง European System Providing Refueling Infrastructure and Telecommunications หรือ ESPRIT รัสเซียก็ประกาศจะเข้าร่วม Lunar gateway เช่นกันโดยทางรัสเซียจะช่วยในเรื่องของโมดูล Airlock
Payload ชิ้นแรกที่จะส่งไปที่ Lunar gateway เพื่อทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์คือ Radiation instrument package ไว้สำหรับตรวจสอบการแผ่รังสีบนดวงจันทร์โดย ESA ซึ่งจะถูกขนส่งไปดวงจันทร์โดยยาน Dragon XL ของ CRS (Commercial Resupply Services) SpaceX ภาจใต้สัญญา Gateway Logistics Services (GLS) ที่ NASA พึ่งให้ SpaceX
Artemis หลังปี 2024
หลังการกลับไปเหยียบดวงจันทร์ของมนุษยชาติในปี 2024 แผนต่อไปของ NASA คือการสร้าง Artemis Base Camp (ที่มันไม่มีตัวย่อเพราะย่อแล้วมันคือ ABC ฮ่า) ที่ขั้วใต้ของดวงจันทร์ Artemis Base Camp จะเป็นฐานที่มั่นหลักของมนุษย์สำหรับการอยู่อาศัยระยะยาวกว่า 2 เดือนเพื่อสำรวจดวงจันทร์และเก็บข้อมูลต่าง ๆ เพื่อนำกลับมาวิเคราะห์ที่โลก ทั้งนี้ทั้งนั้น NASA ก็ได้เริ่มวิเคราะห์หาจุดลงจอดสำหรับ Artemis Base Camp แต่ยังไม่ได้เลือก
Artemis Base Camp ประกอบไปด้วย 3 องค์ประกอบหลักคือ Lunar Terrain Vehicle หรือ LTV สำหรับให้นักบินอวกาศขับไปมาเพื่อสำรวจ และ Habitable Mobility Platform ซึ่งก็คือโมดูลอยู่อาศัยแบบเคลื่อนที่ได้ เรียกง่าย ๆ ก็คือรถบ้านบนดวงจันทร์ ไว้สำหรับทำภารกิจระยะยาวนอก Artemis Base Camp และสุดท้ายก็คือ Foundation Surface Habitat หรือตัวฐาน Artemis Base Camp เอง บวกกับโมดูลย่อยอื่น ๆ อย่าง โมดูลการสื่อสาร โมดูลพลังงาน โมดูลป้องกันรังสี Launch pad ระบบกำจัดของเสีย และระบบเก็บของ จะทำให้ Artemis Base Camp เป็นต้นแบบฐาน Standalone ของการตั้งถื่นฐานบนดาวอังคารในอนาคต
การตั้ง Artemis Base Camp จะเป็นการกระตุ้นการพัฒนาฐานแบบใหม่สำหรับใช้บนดาวอังคารที่มีประสิทธิภาพกว่าฐานบนดวงจันทร์ในอนาคต การตั้งฐานบนดวงจันทร์เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการทดสอบวิวัฒนาการของมนุษยชาติระหว่างปัจจุบันและในอดีตของโครงการ Apollo โครงการ Artemis จะเป็นการทดสอบว่านักบินอวกาศ 2 คน ซึ่งต้องอยู่อาศัยบนดวงจันทร์หลาย ๆ เดือนจะมีชีวิตอยู่อย่างไรบน Habitable Platform ของ Artemis Base Camp และอีก 2 คนที่ต้องอยู่อาศัยบน Lunar gateway ก่อนที่จะต้องกลับโลก
โครงการ Artemis จะเป็นโครงการสำรวจห้วงอวกาศลึกของมนุษยชาติที่ยาวนานที่สุดและทุกอย่างนี้กำลังจะเริ่มจากการส่งยาน CLPS เพื่อนำยาน VIPER ไปสำรวจพื้นผิวดวงจันทร์และหาน้ำสำหรับการทำระบบ ISRU ส่วน LTV จะถูกไปปล่อยไว้บนพื้นผิวดวงจันทร์สำหรับการสำรวจพื้นผิวระยะไกลโดยมนุษย์ ส่วนระบบ Habitable Mobility Platform สำหรับการเดินทางไปสำรวจนอกฐานระยะไกลตั้งแต่ 10 กิโลเมตรขึ้นไป ซึ่งสามารถอยู่ได้ตั้งแต่ 7 วันไปจนถึง 30-45 วัน ซึ่งเป็นต้นแบบของการสำรวจบนดาวอังคารเช่นกัน เพราะดาวอังคารใหญ่กว่ามาก ส่วน Gateway จะมีส่วนช่วยในการสนับสนุนภารกิจบนพื้นผิวดวงจันทร์ทั้งด้านของความปลอดภัยหากเกิดความผิดพลาดอะไรก็ตามบนดวงจันทร์ Lunar gateway พร้อมที่จะรับนักบินอวกาศบนพื้นผิวขึ้นมาที่ Gateway ทันที
การอยู่อาศัยบนดวงจันทร์เป็นเหมือนสนามทดสอบของมนุษยชาติก่อนที่จะไปดาวอังคารทั้งด้านการอยู่อาศัย ด้านเทคโนโลยี ด้านความปลอดภัย เมื่อการเดินทางไปดาวอังคารครั้งแรกของมนุษยชาติมาถึง มันจะเป็นการเดินทางระยะทางกว่า 225 ล้านกิโลเมตรและสิ่งที่ NASA กลัวมากที่สุดก็ยังคงเป็นเรื่องของรังสีอย่าง Galatic Cosmic Ray (GCR) ที่อาจพังภารกิจทั้งภารกิจได้ การเดินทางไปดวงจันทร์ของนี้ของมนุษยชาติจึงเป็นการปูทางสำหรับการเดินทางไปดาวอังคารในอนาคต
Artemis and the development of Artemis Base Camp will inspire the world with the ability and commitment of American leadership, and in the positive potential of humanity as a whole. If we are to leave a legacy of greatness, hope, limitless opportunity, and growth to future generations, then it is a mission we cannot afford to postpone.
NASA’s Plan for Sustained Lunar Exploration and Development
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
อ้างอิง
