ในอุตสาหกรรมการบินซึ่งเป็นหนึ่งในการเดินทางที่ปลอดภัยที่สุดในโลก เรามักจะได้ยินการเปรียบเทียบแนว ๆ ว่า โอกาสที่เราจะเสียชีวิตจากการนั่งเครื่องบินนั้นมีเพียงแค่ 1 ใน 13 ล้านเท่านั้น ซึ่งน้อยกว่าการเดินทางด้วยรถยนต์ (สถิติจากสหรัฐฯ) ที่โอกาสที่เราจะเสียชีวิตมีมากถึง 1 ใน 10,000 ซึ่งคำพูดพวกนี้อาจจะฟังดูเป็นการปลอบใจได้ว่า เราเราไม่ต้องกังวลไปหากต้องนั่งเครื่องบิน เพราะโอกาสตายจริง ๆ มันน้อยมาก ๆ .. แต่ถ้าเกิดเราดันเป็น 1 ใน 13 ล้านนั่นหล่ะ
การเปรียบเทียบในลักษณะนี้เป็นการนำเอาตัวเลขทางสถิติ (Statistic) ยิ่งมีข้อมูลเยอะแค่ไหน ก็จะยิ่งสะท้อนโลกแห่งความเป็นจริงเท่านั้น และหน้าที่ของเราก็คือการทำให้ตัวเลขเหล่านี้มันต่ำลงไปเรื่อย ๆ คล้ายกับการอุดช่องโหว่ไปเรื่อย ๆ เมื่อเวลาผ่านไปนั่นเอง
แต่สำหรับในวงการอวกาศ ที่การเดินทางสู่อวกาศ เรายังไม่มีตัวเลขเชิงสถิติมากเท่ากับการโดยสารด้วยเครื่องบิน หรือรถยนต์ แล้วเราจะรู้ได้อย่างไรว่ายานอวกาศนั้นปลอดภัย หรือโอกาสที่เราจะเสียชีวิตจากการเดินทางไปอวกาศนั้นมากแค่ไหน ในบทความนี้เราจะพามาดูการคำนวณหา “Loss of Crew” ที่ NASA นิยามความน่าจะเป็น (Probability) ที่ภารกิจจะล้มเหลว และนำไปสู่การเสียชีวิตของลูกเรือ
ไม่มีระบบใดในโลกนี้สมบูรณ์แบบ 100% นี่เป็นคำพูดที่ฟังดูน่ากลัว หมายความว่าถ้าคนมันจะตาย ยังไงมันก็ตาย เรามักจะได้ยินคำถามแนว ๆ ว่า “ทำไมไม่แจกร่มชูชีพให้ผู้โดยสารเครื่องบิน ถ้าเครื่องจะตกไม่ตายยกลำเหรอ” ซึ่งคำพูดพวกนี้มันเป็นเหมือนความพยายามแก้ปัญหาแบบไม่ได้มองภาพรวมของทั้งระบบ พูดง่าย ๆ คือ เรารู้ได้อย่างไรว่าแจกร่มชูชีพแล้วผู้โดยสารจะไม่ตายยกลำ และการแจกร่มชูชีพจะนำไปสู่ปัญหาอะไรบ้าง น้ำหนักเยอะขึ้นจนเปลืองน้ำมันขึ้นมั้ย หรือค่าใช้จ่ายต่อเที่ยวจะสูงขึ้นมั้ย ดังนั้นถ้าความพยายามแก้ปัญหาบางอย่างมันนำไปสู่ปัญหาอื่น ๆ และไม่ได้ส่งผลต่อสถิติความปลอดภัยมากนัก เราก็อาจเลือกที่จะไม่ทำ
An Analysis of Spaceflight Fatalities and Comparison to Other Modes of Transportation
พูดง่าย ๆ คือ เอาความพยายามในการแก้ปัญหาที่ปลายเหตุมาแก้ที่ต้นเหตุดีกว่า นี่เป็นเหตุผลเดียวกับที่ว่า ทำไมกระสวยอวกาศถึงไม่มีระบบดีดตัว หรือ Launch Escape System เหมือนยานอวกาศลำอื่น ๆ (แปลว่าถ้าเสียชีวิตก็เสียชีวิตยกลำ) นั่นก็เพราะว่ามันถูกออกแบบมาให้ปลอดภัยและเชื่อถือได้ แต่ในความจริงกระสวยอวกาศนั้น มีสถิติความปลอดภัยอยู่ที่ 1 ใน 60 ก็คือบิน 60 คนเสียชีวิตไปแล้ว 1 คน (นับการเสียชีวิตของลูกเรือ Challenger และ Columbia) ซึ่งตัวเลขนี้เป็นตัวเลขของทั้ง 135 เที่ยวบิน ซึ่งเอาจริง ๆ มันก็แย่กว่าที่ NASA ประเมินไว้ตอนแรกมาก (เดี๋ยวอ่านไปเรื่อย ๆ เราจะมาพูดถึงเรื่องนี้กัน ) แต่จะให้ไปแก้ดีไซน์ของกระสวย ก็ไม่ใช่เรื่อง ก็เลยไปปรับปรุงกระบวนการตรวจสอบและประเมินความเสี่ยงดีกว่า
Probabilistic Risk Assessment
Probabilistic Risk Assessment (PRA) เป็นวิธีการเชิงวิเคราะห์ที่ NASA ใช้ในการประเมินและจัดการความเสี่ยงของโครงการหรือระบบทางวิศวกรรมที่มีความซับซ้อนสูง คู่มือ Probabilistic Risk Assessment Procedures Guide for NASA Managers and Practitioners ให้คำแนะนำเกี่ยวกับการใช้ PRA อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเน้นที่การคำนวณความน่าจะเป็นและผลกระทบของเหตุการณ์ที่อาจเกิดขึ้น
วิธีการที่ PRA ใช้ก็คือการ สร้างโมเดลความล้มเหลว (Failure Models) ด้วยการทำ Fault Tree Analysis (FTA) จะช่วยแสดงลำดับเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดความล้มเหลว และวิเคราะห์เหตุการณ์ที่อาจนำไปสู่ความล้มเหลวหรือ Event Tree Analysis (ETA) ถ้าอธิบายให้เป็นแบบภาษาง่าย ๆ ก็คือ อะไรบ้างที่จะฉิบหายได้ แตกความเป็นไปได้ออกมาให้หมด จากนั้นดูว่าอะไรที่นำไปสู่ความฉิบหายนั้น
หลังจากนั้น เราจะคำนวณหาความน่าจะเป็น (Probatility) โดยอาศัยวิธีแบบ Bayesian โดยมีบทความภาษาไทยเขียนเรื่องนี้ไว้ดีมากที่ ทฤษฎีความน่าจะเป็นแบบเบย์ กับการแปลผลตรวจทางการแพทย์
หลังจากนั้นเราจะได้ชุดข้อมูลขนาดใหญ่ที่เรียกว่า Integrated Risk Model (IRM) ที่จะนำไปสู่การปรับปรุงและอุดช่องโหว่สิ่งที่จะสามารถฉิบหายได้ ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มระบบสำรอง (Redundancy) หรือเพิ่มความน่าเชื่อถือ (Reliability) พอพูดแบบนี้เราน่าจะเห็นภาพมากขึ้นแล้วว่า การมีระบบสำรองอาจจะไม่ใช่คำตอบของทุกปัญหา ถ้าเกิดมันมีความน่าเชื่อถืออยู้แล้ว หรือถ้าอันไหน เพิ่มความน่าเชื่อถือไม่ได้จริง ๆ ก็ค่อยมี Redundancy ทั้งหมดนี้ จะถูกคำนึงผ่านปัจจัยอีกมาก จนนำมาสู่ระบบที่ลดความเสี่ยงให้ได้มากที่สุด
ในบทความนี้เราจะมีการกล่าวถึงข้อมูลทั้งสองรูปแบบ ทั้งแบบสถิติ (Statistic) และแบบความน่าจะเป็น (Probability) ดังนั้น ให้มองสองตัวเลขนี้เป็นคนละค่ากัน อย่าเอามาปนกัน และย้ำอีกรอบว่า ความน่าจะเป็นไม่ใช่กฎ เหมือนบอกว่าความน่าจะเป็นที่เราจะถูกหวยคือ 1 ใน 1,000,000 ไม่ได้แปลว่าเราซื้อหวยล้านครั้งแล้วเราจะถูกหวย ดังนั้น LOC ก็ไม่ได้แปลว่ายานบินเท่านั้นครั้งแล้วเราจะตายเหมือนกัน
ป้องกันเหตุการณ์ Loss of Crew
คำว่า Loss of Crew ก็ถือว่าเป็นหนึ่งในเหตุการณ์ (Event) ที่จะเป็นผลที่เกิดจาก PRA นอกจาก Loss of Crew แล้ว มันก็มี Loss of หลายอย่าง เช่น Loss of Vehicle (เสียจรวดหรือยานอวกาศ), Loss of Mission (ภารกิจล้มเหลว) ซึ่งแน่นอนว่า Loss of Crew เป็นคำที่เราไม่อยากได้ยินมากที่สุด เพราะยานอวกาศสร้างใหม่ได้ เงินหาใหม่ได้ (แต่ยากกว่าเดิม) แต่ Loss of Crew นั้นคือการเสียเพื่อนมนุษย์ เสียพ่อของลูก แม่ของลูก คนรัก เพื่อนที่รัก และบุคคลที่ไม่อาจสร้างใหม่ทดแทนได้ การป้องกันเหตุการณ์ Loss of Crew ถึงเป็นความสำคัญอันดับหนึ่งทั้งปวง
เราอาจจะเห็นว่าที่ผ่านมามีข่าวการตัดสินใจที่อิงจากความปลอดภัยของลูกเรือเป็นสำคัญ เช่น สรุปกรณี NASA ตัดสินใจให้ลูกเรือ Starliner Crew Flight Test กลับโลกด้วยยาน Dragon หรือ NASA เลื่อนภารกิจ Artemis II ไปเป็นปี 2026 หลังพบปัญหาแผ่นกันความร้อนของยาน Orion ซึ่งมันไม่ได้แปลว่า ถ้าให้ Butch Wilmore กับ Suni Williams กลับโลกด้วยยาน Starliner สองคนนั้นจะตายในทันที หรือถ้าเอา Artemis II ไปจันทร์ นักบินทั้ง 4 จะกลับมาไม่ได้ แต่มันคือการลดความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ Loss of Crew ให้ได้น้อยที่สุดนั่นเอง สิ่งนี้คือหัวใจสำคัญ
การทำโมเดลประเมินความเสี่ยงแบบนี้ เป็นบทเรียนของ NASA จากหลากหลายภารกิจในอดีตโดยเฉพาะโครงการกระสวยอวกาศ มาจนถึงยุคปัจจุบัน ที่ NASA พัฒนายานอวกาศของตัวเอง 1 ลำ ได้แก่ ยาน Orion และโครงการสนับสนุนยานอวกาศเอกชน อย่าง Commercial Crew ที่นำมาซึ่งยานอวกาศ Boeing Starliner และ SpaceX Dragon รวมถึงการประเมินความเสี่ยงให้กับโครงการที่มีมนุษย์เดินทางด้วยอย่างโครงการสถานีอวกาศนานาชาติ และโครงการ Artemis
ยานอวกาศ Crew Dragon ของ SpaceX นั้น หลังจากผ่านการทำ Integrated Risk Model ทั้งหมด NASA ได้ประเมินความเสี่ยงออกมา มีความน่าจะเป็นที่จะเกิดเหตุการณ์ Loss of Crew อยู่ที่ 1 ใน 276 ซึ่งผ่านเกณฑ์ที่ NASA ตั้งไว้ที่อยู่ที่ 270 ส่วน Loss of Mission หรือภารกิจอาจล้มเหลวแต่ลูกเรือเดินทางกลับโลกได้ปลอดภัยนั้น ถูกประเมินไว้อยู่ที่ 1 ใน 60 ตัวเลขเหล่านี้ ทำให้ตัวยานได้รับมาตรฐาน Human Rated ในที่สุด ส่วนยาน Starliner นั้น NASA ประเมินไว้ว่าอยู่ที่ 1 ใน 295 ซึ่งสูงกว่ายาน Dragon เสียอีก
ในขณะที่ข้อมูลเชิงสถิติจริง Dragon เอง จวบจนสิ้นปี 2024 มีนักบินอวกาศเดินทางกับยาน Dragon แล้วทั้งสิ้น 53 คน ทั้งจากฝั่ง NASA และจากฝั่งเอกชนและ ณ ปัจจุบันก็ยังไม่มีใครตายจาก Dragon แล้วก็ไม่ได้หมายความว่าบินไป 270 เที่ยวจะมีใครตายซักคนด้วย
ส่วนยานอวกาศ Orion นั้นจาก Orion Spacecraft MMOD Protection Design and Assessment ได้มีตัวเลขถูกประเมินไว้หลากหลายสถานการ ในช่วงเริ่มต้นโครงการปี 2010 นั้น NASA ตั้งเกณฑ์เอาไว้ว่า ในภารกิจไปยังสถานีอวกาศฯ จะต้องมีความน่าาจะเป็น LOC อยู่ที่ไม่ต่ำกว่า 1 ต่อ 1,200, ภารกิจขึ้นและลงจากผิวดวงจันทร์ 1 ต่อ 2,400 และภารกิจไปยัง Lunar Gateway อยู่ที่ 1 ต่อ 900 ซึ่งถือว่าเป็นมาตรฐานที่สูงมาก ๆ
การลดการเกิด LOC นั้นยังรวมไปถึงการกู้ภัยในบริเวณฐานปล่อย หากยานอวกาศหรือจรวดดันเกิดไฟไหม้ขึ้นในขณะเตรียมตัว สามารถอ่านบทความ Emergency Egress แผนการอพยพออกจากฐานปล่อยหากเกิดเหตุฉุกเฉิน
ตัวอย่างเรื่องการทำ Launch Abort
ระบบ Launch Abort หรือ Launch Escape System เป็นตัวอย่างของระบบที่ใช้แก้ไขสถานการณ์เมื่อ Reliability ของตัวจรวดไม่ถึงเป้าที่ออกแบบไว้ NASA ระบุในเอกสาร Probabilistic Risk Assessment Procedures Guide for NASA Managers and Practitioners ในบทที่ 14 ว่าด้วย Launch Abort Models
เอกสารนั้นระบุว่า ณ ปัจจุบัน ข้อมูลเชิงสถิติบ่งบอกว่ายังไม่มีจรวดลำใดที่ผ่านมาตรฐานความปลอดภัยที่พึงพอใจ แม้กระทั่งกระสวยอวกาศ ที่ตอนนั้นถูกประเมินว่าโอกาสที่ยานจะระเบิดมีเพียงแค่ 1 ใน 100,000 แต่เอาเข้าจริง ๆ กระสวยระเบิดไปมากถึง 2 เที่ยวบินใน 113 เที่ยวบินเท่านั้น
ด้วยเหตุนี้ทำให้ยานอวกาศในโครงการ Commercial Crew จำเป็นต้องบังคับให้มีระบบ Launch Abort ทุกลำ ทั้ง Boeing Starliner และ SpaceX Crew Dragon เพราะว่าจรวดที่ใช้ทั้ง Atlas V และ Falcon 9 นั้น แม้จะมีสถิติความน่าเชื่อถือได้ที่สูงมาก ๆ และสูงพอสำหรับการทำภารกิจตระกูล NSSL หรือ National Security Space Launch ให้กับหน่วยงานรัฐฯ และกองทัพฯ แต่ก็ถือว่ายังต่ำกว่าที่จะไม่มีระบบ Launch Abort
อีกหนึ่งตัวอย่างนึงที่ SpaceX อยากทำและ NASA ไม่ให้ทำก็คือการลงจอดยาน Dragon แบบ Propulsive Landing หรือการใช้เครื่องยนต์ Super Decro Engine ช่วยพยุงตัวยานให้ลงจอดบนพื้นดินได้แบบไม่ต้องใช้ร่มชูชีพ แต่ NASA ก็ส่ายหน้าแล้วบอกว่า ใช้ร่มชูชีพแบบเดิมไปนั่นแหละดีแล้ว เพื่อลดความเสี่ยงที่จะเกิดขึ้น (ซึ่งแน่นอนว่า ก็ไม่ได้หมายความว่าใช้แล้วจะตาย แต่ถ้าไม่ใช้มันเพิ่มอัตรารอดมากขึ้นก็ยังไม่อยากให้ใช้) Elon Musk เคยกล่าวผ่าน X บอกว่า ณ ปัจจุบัน แม้จะมีการสลับให้ไปใช้ร่มชูชีพเป็นระบบหลัก แต่ตัวยานก็ยังมีความสามารถในการบังคับลงจอดแบบ Propulsive Landing อยู่ ทั้งหมดนี้ก็จะนำไปสู่ตัวเลขความน่าจะเป็นของ Loss of Crew ที่ต่ำลงนั่นเอง
ความปลอดภัยในระบบ Human Landing System
อีกหนึ่งโครงการที่น่าจับตามองก็คือโครงการ Human Landing System หรือการให้เอกชนพัฒนยานอวกาศที่จะพามมนุษย์ไปลงจอดบนดวงจันทร์ ซึ่ง ณ ตอนนี้หนึ่งในบริษัทที่กำลังทดสอบเทคโนโลยีดังกล่าวก็คือ SpaceX ที่จะต้องพัฒนายาน Starship รุ่นพิเศษที่รองรับการพาลูกเรือจากยาน Orion ที่อยู่บนวงโคจรของดวงจันทร์ ไปลงจอดบนดวงจันทร์ และพาลูกเรือชุดดังกล่าวกลับโลกอย่างปลอดภัย
ในเอกสาร Statement of Works หรือ SOW ของโครงการ Human Landing System ได้มีการระบุว่า บริษัทที่ได้รับสัญญา จะต้องพัฒนา Probabilistic Schedule Risk Assessment (SRA) และรายงานต่อ NASA อย่างไรก็ตาม เราพยายามหาว่า NASA ตั้ง ความน่าจะเป็นของ LOC ใน Human Landing System ไว้อยู่ที่เท่าไหร่ และ SpaceX เอง ก็ยังไม่ได้มีรายงานตัวเลขดังกล่าวออกมา
ในขณะที่ถ้าถามว่า ทำไม Starship ถึงไม่มี Launch Abort System ถ้า NASA บอกว่ายังไม่มีจรวดลำใดที่ปลอดภัยมากพอที่จะไม่ต้องมี Launch Abort คำตอบก็คือ SpaceX วางแผนให้ Starship และ Super Heavy นั้น มีความปลอดภัยระดับที่ไม่ต้องมี Launch Abort ก็ได้ เหมือนกับที่เครื่องบินไม่จำเป็นต้องติดตั้งร่มชูชีพให้กับผู้โดยสาร ซึ่งแน่นอนว่าระบบ Super Heavy และ Starship อาจจะต้องบินอีกหลายเที่ยวและผ่านการทดสอบอีกมาก จนมี Loss of Crew ที่ต่ำมาก ๆ นั่นเอง
ส่วนภารกิจตระกูล Human Landing System นั้น NASA จะนับแค่ความสามารถในการพาลูกเรือขึ้นและลงจากผิวดวงจันทร์ เพราะในการบินออกจากโลกและการเดินทางจะเกิดขึ้นโดยยาน Orion ที่ NASA วาง LOC ไว้อยู่ที่ 1 ต่อ 2,400 อยู่แล้ว ดังนั้นการที่ Starship บินขึ้นจากโลกเปล่า ๆ จึงเป็นหนึ่งในท่าลดควาามเสี่ยง LOC ของ NASA ด้วยเช่นกัน
สุดท้ายอนาคตของความปลอดภัยในอวกาศจะเป็นอย่างไร
Loss of Crew อาจะเป็นคำที่ดูน่ากลัวแล้วเราไม่อยากให้เกิดขึ้นที่สุด แต่คำคำนี้จะนำไปสู่การวางระบบการเดินทางและภารกิจการสำรวจอวกาศที่ปลอดภัยโดยมนุษย์ มีคำกล่าวไว้ว่า “Data is a Currency of Success” หรือข้อมูล คืออัตราแลกเปลี่ยนสู่ความสำเร็จ ยิ่งเรามีข้อมูลมากแค่ไหนเราก็จะเข้าใกล้ความสำเร็จมากขึ้นเท่านั้น
การทำอะไรที่มีความเสี่ยงแน่นอนว่ามีโอกาสที่จะเกิดเหตุการณ์ที่ถึงแก่ชีวิต เราจึงจะกลัวกับคำว่า ไม่มีระบบใดในโลกนี้สมบูรณ์แบบ 100% “ถ้าระบบนั้นมันพาเราไปเสี่ยง” เช่น การนั่งเครื่องบิน หรือการเดินทางในอวกาศ แต่คำถามก็คือ ในชีวิตประจำวันของเรา หลายอย่างมันก็เสี่ยงพอ ๆ กัน เหมือนที่ยกตัวอย่างไปในตอนต้นบทความว่า จากสถิติเรามีโอกาสที่จะตายจากการนั่งรถมากกว่านั่งเครื่องบินเสียอีก ดังนั้นก็พูดได้เหมือนกันว่า “ถ้ามันจะตายยังไงมันก็ตาย”
การสำรวจอวกาศนั้นเปรียบเสมือนบททดสอบอันยิ่งใหญ่ให้กับมนุษย์ ในการออกแบบและประเมินความเสี่ยง รวมถึงการใช้หลักคิดอย่างมีเหตุผล ใช้ข้อมูล เพื่อลดความสูญเสีย สุดท้ายกระบวนการพวกนี้ก็นำมาสู่การออกแบบหลักการด้านวิศวกรรมและความปลอดภัยของพวกเราบนโลกในที่สุด มนุษย์เรานั้นมีทั้งความกล้าและความกลัว ถ้าเราไม่กลัวเราก็อาจจะสูญพันธุ์ไปแล้ว แต่สิ่งที่ทำให้เรามีความกล้านั้นก็คือ “ความรู้” ถ้าเราใช้ความรู้ไปเรื่อย ๆ ส่งต่อความรู้ไปเรื่อย ๆ เราก็จะทำเรื่องที่ดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้ให้เป็นไปได้ได้ เช่นกัน
บทความนี้ถูกเขียนขึ้นในช่วง Week of Remembrance ของ NASA ที่เรารำลึกถึงนักบินอวกาศที่เสียชีวิตไปในการสำรวจอวกาศ ซึ่งเราก็ต้องขอระลึกถึงและขอบคุณที่ทำให้การเดินทางสู่อวกาศของพวกเรา ปลอดภัยขึ้น และเป็นบทเรียนสำคัญให้กับเรา ในขณะเดียวกัน ก็ขอตั้งมั่นไว้ว่าเราจะไม่หยุด จะไม่ยอมแพ้และแม้จะต้องแลกมาด้วยชีวิตก็ขอให้การแลกมานั้นพาให้มนุษยชาติเดินไปข้างหน้า
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
