อย่างที่เราทราบกันดีว่าจรวดจระกูล Saturn เป็นจรวดที่ถูกใช้งานในยุคโครงการอวกาศ Apollo หรือโครงการอวกาศที่เคยมีการส่งมนุษย์ไปเยือนดวงจันทร์หนึ่งเดียวในตอนนี้ที่เกิดขึ้นในช่วงปลายยุค 60 จนถึงต้นยุค 70 และยังเป็นจรวดที่มีทั้งขนาดและแรงขับที่มากที่สุดในโลกสำหรับตอนนี้อีกด้วย โดยพวกมันเป็นสิ่งที่ต้องอาศัยความองค์รู้ทางวิศวกรรมและความสามารถในการก่อสร้างมากที่สุดชิ้นหนึ่งของโลกเมื่อเทียบกับองค์ความรู้ของมนุษยชาติทั้งหมดในตอนนั้น
หลังจากได้มีการส่งมนุษย์ไปลงดวงจันทร์กลุ่มสุดท้ายเมื่อวันที่ 7 ธันวาคม 1972 ในภารกิจ Apollo 17 ก็ถือว่าเป็นการปิดฉากการส่งยานไปลงดวงจันทร์ที่มีมนุษย์เดินทางไปด้วยแห่งโครงการ Apollo อย่างเป็นทางการ แต่นั่นไม่ถือว่าเป็นครั้งสุดท้ายของการส่งจรวดที่ได้รับการขนานนามว่าเป็นจรวดที่ใหญ่และทรงพลังที่สุดของโลกอย่าง Saturn V
Saturn INT-21 ส่งอะไรไปที่ไหน
เรื่องมันมีอยู่ว่าในสมัยโครงการอวกาศ Apollo นั้นงบประมาณในการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์หรือ devices ต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นจรวดที่ใช้ส่งของขึ้นสู่อวกาศ อุปกรณ์ life support พวกยานหลักที่ใช้ในโครงการอย่างแคปซูลและยานลงจอดหรือ lander หรือแม้กระทั่งอาหารการกินของนักบินที่ไม่เหมือนและค่อนข้างยุ่งยากกว่าบนโลกก็ได้รับมาและถูกผลาญไปอย่างมหาศาลกับโครงการนี้ทั้งสิ้น ซึ่งแน่นอนว่าการจะนำสิ่งที่ได้มาในโครงการนี้ไปทำภารกิจเดินทางไปดวงจันทร์ซึ่งสำหรับตอนนั้นทำไปเพื่อความมั่นคงของประเทศและเกี่ยวกับการเมืองโดยตรงเพียวอย่างเดียว
มันคงเป็นอะไรที่น่าเสียดายมาก ๆ ถ้าไม่ถูกนำไปใช้ทำประโยชน์อย่างอื่นต่อเช่นงานทางวิทยาศาสตร์หรืออะไรก็ได้ที่ทำให้มนุษย์ชาติได้ประโยชน์ร่วมกัน ดังนั้นในช่วงเวลาเดียวกันทาง NASA ก็ได้ตั้งโครงการ Apollo Applications Program หรือเป็นโครงการที่จะทำอย่างไรให้ Apollo เป็นโครงการคุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายและภาษีให้ได้มากที่สุด และก็มีหลาย ๆ โครงการย่อยที่มีทั้งแนวคิดและถูกทำให้จริงจากโครงการ Apollo Applications Program นี้ โดยถ้าจะให้บอกว่ามีอะไรบ้างก็มีหลาย ๆ อย่างเลยที่ส่วนมากเน้นไปที่การ support ภารกิจบนดวงจันทร์ มีแนวคิดที่จะนำยานที่มีนักบินอวกาศไปบินผ่านดาวศุกร์หรือ Manned Venus Flyby ภารกิจ Apollo-Soyuz Test Project ที่เกิดจากความร่วมมือระหว่างสองชาติมหาอำนาจในตอนนั้นอย่างอเมริกาและสหภาพโซเวียต และที่สำคัญคือสถานีอวกาศ Skylab ที่ได้ถูกส่งขึ้นไปจริง ๆ ด้วยจรวด Saturn INT-21 ซึ่งเป็นภารกิจุดท้ายของจรวดตระกูล Saturn V
แน่นอนว่า Skylab นี้เป็นสถานีอวกาศแห่งแรกของสหรัฐอเมริกาที่ถูกใช้ในการทดลองงานทางวิทยาศาสตร์หลากหลายประเภท ซึ่งเป็นสถานีอวกาศที่ใหญ่มาก ๆ มีน้ำหนักมากถึง 77.5 ตัน โดยมันเป็นสถานีอวกาศที่แทบจะต้องประกอบเป็นชิ้นเดียวแล้วส่งขึ้นไปภายในเที่ยวเดียว โดยไม่มีการแยกเป็น mudule ย่อย ๆ แล้วแยกกันขึ้นไปประกอบกันบนวงโคจรเหมือนสถานีอวกาศนานาชาติในทุกวันนี้ ซึ่งต่อให้แยกกันขึ้นไปประกอบก็ต้องเสียเวลาและงบประมาณไปกับการฝึกนักบินขึ้นไปประกอบสถานีอวกาศอีกด้วย ซึ่งมันเป็นอะไรที่ไม่คุ้มค่าที่จะทำอะไรแบบนั้นจึงส่งมันขึ้นไปในเที่ยวเดียวดีกว่า
ประกอบกับว่าการที่ทางสหรัฐอเมริกาในตอนนั้นมีเทคโนโลยีที่เรียกได้ว่าพร้อมเกือบจะทุกอย่าง ที่ไม่ว่าจะเป็นจรวดที่ใช้ส่งของหนักและยานอวกาศหลักที่ใช้ในการส่งนักบินอวกาศได้ก็มีทั้งการพัฒนาและออกแบบไว้แล้ว การดำเนินการแผนสถานีอวกาศแห่งแรกของสหรัฐอเมริกาจึงได้ถือกำเนิดขึ้นภายใต้โครงการ Apollo Applications Program ที่มีการใช้อุปกรณ์จากโครงการ Apollo ตามที่ได้กล่าวไปก่อนหน้า
สำหรับการส่งสถานีอวกาศ Skylab นี้ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรของโลกเมื่อวันที่ 14 พฤษภาคม 1973 ณ ฐานส่ง Launch Pad 39A แหลมคานาเวอรัล รัฐฟลอริดา โดยถูกส่งขึ้นไปที่ระดับวงโคจรต่ำของโลกหรือ Low Earth Orbit (LEO) ที่ระดับความสูงประมาณ 400 กิโลเมตรจากพื้นผิวโลกซึ่งเป็นระดับความสูงที่ใกล้เคียงกันกับสถานีอวกาศนานาชาติในปัจจุบัน
NASA ดัดแปลง Saturn V อย่างไรให้ส่ง Skylab ได้
มาถึงตรงนี้แล้วหลาย ๆ คนคงจะตั้งคำถามแล้วว่าแล้ว NASA เอาจรวด Saturn V ที่เดิมทีมีไว้เพื่อบรรทุกยานแคปซูลและจรวดขับดันในการนำยานเข้าและออกจากวงโคจรของดวงจันทร์ที่เป็นส่วนที่นักบินอวกาศอยู่เป็นหลักหรือ Command and Service module (CSM) และยานที่ใช้ลงจอดบนดวงจันทร์หรือ Lunar Module (LM) ได้อย่างไร ในส่วนตรงนี้ก็ต้องอธิบายหน้าที่ของจรวด Saturn V ในแต่ละท่อนกันก่อนว่าแต่ละท่อนนั้นมีหน้าที่อะไรบ้าง โดยผู้เขียนจะขอไม่ไม่ลงลึกในส่วนของ CSM และ LM มากเพราะมันไม่เกี่ยวกับ Saturn INT-21 เท่าไหร่
ในส่วนของจรวดท่อนแรกหรือ S-IC stage จะเป็นจรวดท่อนที่อยู่ล่างสุดนั่นหมายความว่าจรวดท่อนนี้เป็นจรวดท่อนที่ต้องรับภาระหนักที่สุด ที่ไม่ว่าจะเป็นการส่งทั้ง CSM และ LM หรือแม้กระทั่งจรวดท่อนอื่น ๆ ที่ต้องรับช่วงต่อในการส่งวัตถุหรือ payload ที่ต้องการจะส่ง โดยจรวดท่อนนี้จะมีการติดตั้งเครื่องยนต์ Rocketdyne F-1 ทั้ง 5 เครื่อง โดยแรงขับดันของเครื่องยนต์รุ่นนี้มีมากถถึง 6,770 กิโลนิวตันที่ระดับน้ำทะเลหรือ sea level ซึ่งเรียกได้ว่าเป็นเครื่องยนต์จรวดที่มีแรงขับมากที่สุดในโลก จึงไม่น่าแปลกใจเท่าไหร่ที่จะถูกติดตั้งอยู่บนจรวดท่อนนี้
ในท่อนที่สองที่อยู่สูงขึ้นมาหรือ S-II stage จะเป็นจรวดท่อนที่มีเส่นผ่านศูนย์กลางเท่ากับท่อน S-IC แต่จะมีขนาดที่สั้นกว่า โดยจรวดท่อนนี้จะรับหน้าที่ต่อจากท่อน S-IC หลังจากการทำงานของเครื่องยนต์ F-1 สิ้นสุดลงเนื่องด้วยข้อจำกำกัดทำให้ความสามารถของมันไปส่งได้ไม่ไกลจึงต้องปลดออกแล้วให้จรวดอีกท่อนรับหน้าที่แทน นั่นคือท่อน S-II ที่มีการติดตั้งเครื่องยนต์ Rocketdyne J-2 ทั้ง 5 เครื่องที่มีทั้งขนาดและแรงขับน้อยกว่าเครื่องยนต์ F-1 ซึ่งมีแรงขับ 1,030 กิโลนิวตันที่สุญญากาศหรือ vacuum level ในจรวดท่อนนี้สามารถส่งของขึ้นสู่วงโคจรได้เลยหากน้ำหนักของ payload มีไม่มาก
ในส่วนของท่อนที่สามที่ชื่อจะแปลกหน่อยนั่นคือ S-IVB stage โดยจะเป็นจรวดที่จะช่วยส่งทั้ง CSM และ LEM ให้เดินทางไปสู่ดวงจันทร์ได้ ภายหลังการทำงานของเครื่องยนต์ J-2 ทั้ง 5 เครื่องที่ท่อน S-II หยุดทำงานลงและแยกตัวออกจากท่อน S-IVB เสร็จสิ้น เครื่องยนต์ J-2 อีกเครื่องเพียงหนึ่งเดียวของท่อน S-IVB ก็จะเริ่มทำงานขึ้นและทำงานต่อเป็นระยะเวลาไม่นานเพื่อพาทั้ง S-IVB CSM และ LM นำไปเข้าจอดที่จุดจอดยานหรือ Parking Orbit (ของพวกนี้มันหนักมากจึงต้องให้ท่อนนี้รับภาระต่ออีกหน่อย) โดยเป็นเป็นท่อนที่ทั้งพายานหลักขึ้นสู่วงโคจรและพายานออกจากวงโคจรของโลกเพื่อพาทั้ง CSM และ LEM ไปสู่ดวงจันทร์
ตรงนี้เราจะรู้แล้วว่าในแต่ละท่อนของจรวด Saturn V มีหน้าที่คร่าว ๆ อะไรบ้าง ก็มาถึงเวลาตอบคำถามแล้วว่าจะนำ Skylab ขึ้นไปกับ Saturn V ได้อย่างไร ตรงนี้ให้เรานึกภาพว่าตัว Orbital Workshop หรือ OWS ที่เป็นส่วนหลักที่นักบินอวกาศทำกิจกรรมต่าง ๆ กันบนนั้นของ Skylab มีขนาดที่ให้เคียงกับจรวดท่อน S-IVB เราก็นำมันขึ้นไปแทนที่จรวดท่อน S-IVB มาเลยสิ แต่ก็คงมีคำถามตามมาอีกว่า ขนาดยานไปลงดวงจันทร์ (CSM และ LM) ยังต้องให้เครื่องยนต์ J-2 ช่วยอีกนิดหน่อยเพื่อให้มันขึ้นสู่จุดจอดยานบนวงโคจรได้ ถ้าไม่มีจรวดเสริมไว้มันจะมีแรงส่งไหวหรือ ?
ตามที่ได้กล่าวไปว่าในจรวดท่อน S-II สามารถส่งของขึ้นสู่วงโคจรได้เลยหากน้ำหนักของ payload มีไม่มาก ซึ่งสถานีอวกาศ Skylab ก็ตรงตามเงื่อนไงนั้นไปเต็ม ๆ โดยที่มีมวลถึง 77.5 ตัน มันต่างจากแบบที่ต้องส่ง CSM และ LM ไปดวงจันทร์ที่มีน้ำหนักของท่อน S-IVB ติดไปด้วย โดยแค่น้ำหนักของท่อน S-IVB ที่มีเชื้อเพลิงเติมถังยังหนักถึง 119 ตันซึ่งมากกว่าสถานีอวกาศ Skylab ทั้งสถานีด้วยซ้ำ จึงไม่จำเป็นเลยที่จะต้องมีจรวดอื่นเสริมเพื่อนำ Skylab ขึ้นสู่วงโคจร ดังนั้นแค่ให่ท่อน S-II รับหน้าที่ต่อทั้งหมดก็ไหวนั่นเอง (ต่อให้มีพวกฝาครอบหรือ fairing ก็ตามน้ำหนักก็ตามกันไม่มากและถือว่าสร้างภาระน้อยมาก ๆ อยู่ดี)
หากนี่ไม่ใช่เที่ยวบินสุดท้าย จะมีโอกาสไหนบ้างที่ได้ใช้จรวดตระกูล Saturn V
จริง ๆ แล้วเดิมทีโครงการ Apollo ถูกวางแผนไว้จนถึงภารกิจ Apollo 20 ซึ่งอย่างที่ได้กล่าวไปว่าเที่ยวบินของจรวด Saturn V ในโครงการ Apollo ครั้งสุดท้ายนั้นจบลงในภารกิจ Apollo 17 นั่นหมายความว่าหากโครงการนี้ได้ไปต่อบนดวงจันทร์ เราอาจจะได้เห็นภารกิจอีก 3 ภารกิจเป็นอย่างน้อยที่สุดที่มีการเดินทางไปลงดวงจันทร์ก็ได้ แต่น่าเสียดายที่โครงการ Apollo นั้นโดนตัดงบประมาณเราจึงไม่ได้เห็นภารกิจ Apollo 18 19 และ 20 (ซึ่งไม่ใช่เหตุผลที่ว่าไปเจอหินเอเลียนเหมือนในหนังไซไฟสยองขวัญเรื่อง Apollo 18 หรอกนะ (ฮา))
นอกจากนี้แล้วตามโครงการ Apollo Applications Program ที่ได้กล่าวไปก่อนหน้า หากสมมติว่าในตอนนั้นโครงการ Apollo นั้นไม่โดยตัดลงและได้รับงบเพิ่ม เราอาจจะได้เห็นโปรเจ็คของโครงการ Apollo Applications Program เกิดขึ้นจริง ๆ ก็ได้ สิ่งที่เกิดขึ้นเป็นอันดับแรก ๆ คงหนีไม่พ้นไปจาก Lunar base ที่เป็นฐานปฏิบัติภารกิจบนดวงจันทร์ที่เป็นส่วนขยายมากจากโครงการ Apollo (Apollo Extension Series) นั่นเอง โดยฐานนี้มีมาเพื่องานทางด้านวิทยาศาสตร์และรองรับภารกิจบนดวงจันทร์ที่ยาวนานขึ้น
ซึ่งแน่นอนว่ามันมีหลายวิธีที่จะส่งฐาน Lunar base ที่ว่าขึ้นไป แต่สำหรับในยุคนั้นหากฐาน Lunar base นั้นใช้แนวคิดเดียวกันกับโครงการ Skylab ที่ประกอบเป็นชิ้นเดียวแล้วส่งขั้นไปในเที่ยวเดียวก็คงไม่พ้นการส่งด้วยจรวด Saturn V แน่ ๆ หากใครนึกภาพไม่ออกมันก็เหมือนฐาน Jamestown จากซีรี่ย์ออริจินัลจากทาง Apple เรื่อง For All Mankind นั่นเอง โดยส่วนตัวผู้เขียนคิดว่าการที่จะส่งของที่มวลมากขนาดนั้นภายในคราวเดียวคงต้องใช้จรวด Saturn V ส่งอย่างเลี่ยงไม่ได้อยู่ดี รวมถึงใช้ส่งของต่าง ๆ ที่ไม่ว่าจะเป็น LM รุ่นดัดแปลงให้ใช้งานซ้ำได้เพื่อรับส่งนักบินอวกาศในภารกิจต่าง ๆ ที่ต้องมาประจำการบนฐานบนดวงจันทร์ หรือแม้กระทั่งยาน CSM ในภารกิจต่อ ๆ มาที่ยังคงจำเป็นต้องให้ Saturn V ค่อยส่งให้อีกอยู่ดี
ตามที่ได้กล่าวไปก่อนหน้านั้นเป็นโปรเจ็คที่มีมาเพื่อสนับสนุนการปฏิบัติภารกิจบนดวงจันทร์ทั้งสิ้น ซึ่งจริง ๆ แล้วยังมีอีกหลายอย่างเลยที่ต้องใช้อุปกรณ์โครงการ Apollo แต่ไม่จำเป็นต้องใช้จรวด Saturn V ทั้งหมด นอกจากนี้ยังมีอีกหนึ่งโปรเจ็คที่สำคัญของโครงการนี้ที่เกือบได้เกิดขึ้นจริง ๆ และไม่เกี่ยวข้องกับการปฏิบัติภารกิจบนดวงจันทร์ นั่นคือการนำยานที่มีนักบินอวกาศไปบินผ่านดาวศุกร์หรือ Manned Venus Flyby โดยโปรเจ็คนี้เป็นการนำจรวดท่อนที่สามหรือ S-IVB stage มาทำเป็นห้องที่นักบินสามารถปฏิบัติภารกิจหรือทำกิจกรรมต่าง ๆ ได้โดยใช้ประโยชน์จากการที่เชื้อเพลิงในถังท่อน S-IVB หมดลงซึ่งจะเหลือที่ว่างที่มากพอที่จะทำให้นักบินในภารกิจสามารถทำกิจกรรมต่าง ๆ ได้โดยไม่ต้องอยู่ที่ CSM ที่มีข้อจำกัดต่าง ๆ เป็นเวลานานนับเดือน โดยสามารถอ่านรายละเอียดเพิ่มเติมของโปรเจ็คนี้ได้ที่บทความ เจาะลึกภารกิจส่งมนุษย์ไปดาวศุกร์ ที่เกือบจะเกิดขึ้นในยุคโครงการอพอลโล ซึ่งก็น่าเสียดายที่โปรเจ็คนี้เกือบจะได้เกิดขึ้นจริง ๆ
อย่างไรก็ตามจรวด Saturn V นั้นก็เป็นหนึ่งในผลผลิตจากโครงการ Apollo ที่ต้องใช้พนักงานกว่า 400,000 คนในการค่อย ๆ ร่วมกันสร้างมันขึ้นมาทีละส่วนจนสามารถส่งมนุษย์กลุ่มแรกของมนุษยชาติไปเยือนดวงจันทร์ได้สำเร็จ โดยหลังจากโครงการ Apollo จบลงนั้นไม่ได้หมายความว่าทาง NASA จะทิ้งองค์ความรู้ที่ได้มาตลอดช่วงโครงการ Apollo ไป แต่ทาง NASA นั้นก็ได้นำองค์ความรู้ที่ได้มานั้นมาศึกษาและพัฒนาต่อจนได้เป็นโครงการอวกาศอื่น ๆ ที่พร้อมที่จะเดินหน้าต่อเพื่อการสำรวจอวกาศอีกหลายโครงการในเวลาต่อมา
นอกจากผลประโยชน์ที่เป็นกุญแจเบิกทางสู่อนาคตของการสำรวจอวกาศแล้ว ทางฝั่งคนธรรมดาอย่างเรา ๆ ก็ได้รับประโยชน์จากโครงการนี้ไปด้วยที่ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้ที่ได้มาจากคอมพิวเตอร์รูปแบบต่าง ๆ ของโครงการ ชุดกันความร้อนที่นักผจญเพลิงสวมใส่ไว้ลุยไฟเพื่อทำการกู้ภัยต่าง ๆ ที่ได้มาจากเทคโนโลยีชุดนักบินอวกาศ หรือแม้กระทั้งอุปการณ์ทางการแพทย์ที่ใช้กันอยู่ในทุกวันนี้ก็ได้รับการต่อยอดมาจากเทคโนโลยีสมัย Apollo และยังมีอีกหลาย ๆ เทคโนโลยีที่บางทีเราก็ไม่รู้ด้วยซ้ำว่าเป็นผลพลอยได้มาจากโครงการอวกาศ Apollo
จะเห็นได้ว่าถึงแม้จรวด Saturn V จะมีจำนวนเที่ยวบินที่ไม่มากแต่ว่ามันก็ได้เป็นจรวดที่เป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่ไม่ใช่แค่การพัฒนาจรวดหรือโครงการอวกาศอื่น ๆ ด้วยกันเอง แต่มันยังให้อะไรอีกหลาย ๆ อย่างที่ทำให้เรามีชีวิตที่ดีขึ้นไม่ว่าจะเป็นทั้งทางตรงหรือทางอ้อม ทั้งนี้ก็ต้องขอบคุณแนวคิดของดอกเตอร์แวร์นเนอร์ ฟอน เบราน์ที่ออกแบบจรวด Saturn V และผู้ร่วมงานอีกหลายท่านที่เป็นหัวหอกสำคัญของโครงการ Apollo ที่ทำให้เรามีเทคโนโลยีที่ทำให้ชีวิตสะดวกสบายเหมือนกับที่เป็นอยู่ในทุกวันนี้
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
อ้างอิง
SP-4208 LIVING AND WORKING IN SPACE: A HISTORY OF SKYLAB
