PRIME-1 ระบบเจาะดิน สาธิตการบริหารทรัพยากร ISRU บนดวงจันทร์ จาก Apollo สู่ Artemis

ในภารกิจ Apollo 15 เมื่อ 50 ปีที่แล้วซึ่งถือเป็น Apollo “J” Mission ภารกิจแรกนำโดย David R. Scott ซึ่ง J Mission หมายถึงภารกิจที่มีระยะเวลาการสำรวจดวงจันทร์ยาวกว่าภารกิจทั่ว ๆ ไป อย่างภารกิจ Apollo 11, 12 และ 14 ใช้เวลาอยู่บนดวงจันทร์เพียงประมาณ 1 วันเท่านั้น ในขณะที่ Apollo 15 นั้นใช้เวลาอยู่บนดวงจันทร์เกือบ 3 วัน แน่นอนว่าการอยู่บนดวงจันทร์นานขนาดนั้นจะต้องมีอะไรต่าง ๆ ให้นักบินอวกาศได้ทดลองแน่นอน

หนึ่งในภารกิจที่ Apollo 15 ได้รับหมอบหมายก็คือ การขุดเจาะดินด้วยสว่านบนเทหวัตถุอื่นนอกเหนือจากโลกเป็นครั้งแรก รวมถึงการขับยานพาหนะอย่าง Lunar Roving Vehicle (LRV) หรือที่รู้จักกันในชื่อ “Moon buggy” บนดวงจันทร์เป็นครั้งแรก โดยสว่านที่ใช้ในการเจาะดินบนดวงจันทร์ในภารกิจ Apollo นั้นชื่อว่า Apollo Lunar surface Drill (ALSD) และบัดนี้ NASA ได้ยืนยันแล้วว่าจะมีสว่านแบบคล้าย ๆ กันที่พัฒนามาใหม่เพื่อการทดลองใหม่ ส่งขึ้นไปกับภารกิจ Artemis อีกครั้ง

การเจาะดินบนดวงจันทร์ในภารกิจ Apollo

ระหว่างภารกิจ Apollo 15 นั้น นักบินอวกาศถูกมอบหมายให้ทดลองใช้ ALSD หลังจากติดตั้งชุดการทดลองต่าง ๆ เสร็จแล้ว ซึ่งตอนนั้น Apollo 15 อยู่บนดวงจันทร์แล้วอย่างน้อย 67 ชั่วโมง ALSD เป็นสว่านหมุนแบบเจาะกระแทก (Rotary-percussive drill) ลักษณะคล้าย ๆ สว่านเจาะถนนที่ใช้บนโลกแต่มีขนาดเล็กกว่า

ภาพของ Apollo Lunar Surface Drill (ALSD) – ที่มา Eric F. Long/NASM

หลักการทำงานของมันก็ง่าย ๆ คือการหมุนหัวสว่านแล้วกระแทกหัวสว่านลงไปในดินด้วยเพื่อเจาะทะลุพื้นผิวของดวงจันทร์ จากนั้นจึงเก็บตัวอย่างของหินจากก้นของรูที่ใช้ ALSD เจาะเพื่อนำไปศึกษาทางธรณีวิทยามาว่าชั้นหินของดวงจันทร์บริเวณพื้นผิวกับใต้พื้นผิวแตกต่างกันอย่างไรนั่นเอง เช่น ส่วนประกอบทางเคมี ความหนาแน่น สี และอื่น ๆ รวมถึงการติดตั้ง Probe สำหรับวัดค่าการหมุนเวียนของความร้อนใจ้พื้นผิวของดวงจันทร์ (Heat Flow Probe) เพื่อใช้ในการวิเคราะห์ลักษณะทางธรณีวิทยาของดวงจันทร์

ภาพขณะกำลังติดตั้ง Apollo Lunar Surface Drill (ALSD) ในภารกิจ Apollo 15 – ที่มา USRA

โดยจากการทดลอง ALSD ครั้งแรกใน Apollo 15 พบว่า ALSD สามารถใช้งานได้ดีในระดับหนึ่ง แต่ติดปัญหาเรื่องการขุดให้สุดหัวสว่าน และการเก็บตัวอย่างพื้นผิวจากรูที่เจาะ (แต่ก็ยังดีกว่าไอ้สว่านที่ใช้บนดาวอังคาร ส่งไปกี่อันก็เจ๊งทุกอัน ฮา)

สว่านในโครงการ Artemis

ในภารกิจ Artemis นั้น ซึ่งสามารถแยกย่อยตัวโครงการได้เป็นหลายส่วน หนึ่งในนั้นก็คือ Commercial Lunar Payload Services (CLPS) ซึ่งพูดง่าย ๆ ก็คือโครงการที่ NASA จ้างบริษัทเอกชนให้นำอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ไปส่งที่พื้นผิวดวงจันทร์ ไม่ว่าจะเป็น Rover, Lander, ชุดการสาธิตทางเทคโนโลยี และอื่น ๆ ที่แล้วแต่ NASA จะจ้างหรือบริษัทเอกชนจะเสนอโดย NASA จะคัดเลือก Proposal เพื่อมอบสัญญาให้บริษัทนั้น ๆ ไปผลิตยานหรืออุปกรณ์ตาม Specs ที่ตัวเองเสนอมานั่นเอง

ส่วนบริษัทที่ได้สัญญาจาก NASA มา (Main Contractor) ก็สามารถไปจ้างบริษัทย่อย (Sub-contractor)อื่น ๆ ให้มาช่วยผลิตยานหรืออุปกรณ์วิทยาศาสตร์ที่ทำสัญญาไว้กับ NASA แล้วแบ่งเงินสัญญาของ NASA ให้กับบริษัทย่อยก็ได้ หรือจะทำเองทั้งหมดเลยก็ได้เช่นกันก็จะได้เงินตามที่ตกลงไว้กับ NASA ไปเต็ม ๆ ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับความสามารถของแต่ละบริษัทว่าสามารถทำ In house ทั้งหมดได้หรือไม่ หรือจะต้อง Outsource บางส่วนนั่นเอง

สว่าน TRIDENT ขณะกำลังถูกติดตั้งเพื่อทำการทดสอบสุญญากาศ – ที่มา NASA

ครั้งนี้สว่านสำหรับโครงการ Artemis นั้นก็จะมาจากโครงการ CLPS เช่นกัน ชื่อว่า TRIDENT (The Regolith and Ice Drill for Exploring New Terrain) ผลิตโดย Honeybee Robotics ซึ่งจะถูกนำไปใส่ในชุดอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์อย่าง PRIME-1 (Polar Resources Ice Mining Experiment-1) หรือแม้แต่โรเวอร์ VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) ของ NASA เองด้วย

อ่านบทความเกี่ยวกับ VIPER – VIPER โรเวอร์ที่จะถูกส่งขึ้นไปบนดวงจันทร์เพื่อไปหา “น้ำ” สิ่งหนึ่งที่สำคัญที่สุดของชีวิต

PRIME-1 จะเป็นการสาธิตเทคโนโลยี In-situ Resource Utilization (ISRU) บนดวงจันทร์เป็นครั้งแรกด้วยการขุดน้ำแข็งจากใต้พื้นผิวดวงจันทร์ขึ้นมาด้วย TRIDENT เพื่อวิเคราะห์ โดยจะขุดลงไปอย่างน้อย 1 เมตรใต้พื้นดิน จากนั้นจะใช้ Mass Spectrometer observing lunar operation (MSolo) เพื่อวิเคราะห์สารระเหยที่ระเหยออกจากตัวอย่างที่เก็บมาจากการขุด

ภาพจำลองสว่าน TRIDENT ในการทดลอง PRIME-1 ที่ติดตั้งไว้อยู่กับ Lander – ที่มา NASA

โดย PRIME-1 นั้นจะถูกส่งไปยังบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ซึ่งเป็นที่ที่ภารกิจ Apollo ไม่เคยไปมาก่อน นอกจากนี้ในการสำรวจหลาย ๆ ครั้งยังพบหลักฐานว่าอาจมีน้ำอยู่บริเวณนี้ด้วยนั่นเอง โดยภารกิจ PRIME-1 จะเป็นเหมือนภารกิจนำร่องหาพื้นที่ที่คาดว่าใต้พื้นผิวมีความเป็นไปได้ที่จะมีน้ำที่สุดให้กับ VIPER ก่อน VIPER ของ NASA จะถูกส่งมาเพื่อค้นหาน้ำบนดวงจันทร์ 1 ปีหลังจากภารกิจ PRIME-1

ภาพแสดงสว่าน TRIDENT ขณะกำลังทำการทดสอบจริง ซึ่ง TRIDENT จะถูกใช้ในการขุดเจาะเพื่อเก็บตัวอย่างจริงในภารกิจ PRIME-1 และ VIPER – ที่มา NASA

โดย VIPER เองนั้นก็เอาสว่าน TRIDENT มาเป็นของตัวเองด้วย แต่นอกจากสว่านแล้วยังเอาอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่มากกว่า PRIME-1 มาด้วยเพื่อวิเคราะห์ตัวอย่างน้ำแข็งที่เก็บได้จาก TRIDENT แบบละเอียด โดย NASA ตั้งเป้าให้ VIPER ทำงานเพื่อสร้างแผนที่น้ำในขั้วใต้ของดวงจันทร์อย่างน้อย 100 วัน เพื่อเตรียมการสำหรับการตั้งถื่นฐานของมนุษย์บนดวงจันทร์ (Continuous human presence on the Moon)

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

Apollo to Artemis: Drilling on the Moon

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

Allow All
Manage Consent Preferences
  • Always Active

Save