หลังจากการออกแบบตัวต้นแบบของ SLS หรือ Space Launch System มาอย่างยาวนานสำหรับภารกิจ Artemis 1 ที่กำลังจะเกิดขึ้นในอีก 4 ปีนี้ ขั้นตอนสุดท้ายของการพัฒนาต้นแบบก็ได้มาถึงแล้วคือการทดสอบความแข็งแรงของโครงสร้างตัวต้นแบบนั้นเองก่อนที่จะผลิต SLS Booster เต็มตัวมาทดสอบต่อไป
เมื่อวันที่ 24 มิถุนายน 2020 วิศวกรของ NASA ได้ทำการทดสอบตัวต้นแบบขั้นสุดท้ายเรียกว่า Liquid Oxygen Tank Structural Test ตัว Liquid Oxygen Tank สูงประมาณ 20 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 8.5 เมตร ถูกนำไปติดตั้งไว้ที่ Test Stand 4697 ซึ่งเป็น Chamber Hydraulic ที่มี Actuator หรือเรียกง่าย ๆ ก็มอเตอร์สำหรับออกแรงกดบนตัวถังเพื่อจำลองแรงดันที่จะเกิดขึ้นระหว่างการบิน แรงที่จะทดสอบนี้จะหนักหลายล้านปอนด์เลยทีเดียว การทดสอบนี้จึงเป็นการทดลองว่าถังเชื้อเพลิงจะไม่ระเบิดเป็นชิ้นกลางอากาศนั่นเอง และการทดสอบนี้ไม่ได้จะทดสอบว่าตัวถังสามารถทนแรงดันได้เท่าที่มันถูกออกแบบมาไหมแต่เป็นการทดสอบว่ามันสามารถทนเกิดขีดจำกัดได้แค่ไหน
วิศวกรทดลองทำให้แรงดันเกินขีดจำกัดของถัง LOX ซ้ำ ๆ กันมากกว่า 200 รอบเพื่อทดสอบว่ามันสามารถทนได้สูงสุดกี่รอบที่ความดันเกินขีดจำกัดเท่าไหร่ ซึ่งหลังจากมั่นใจแล้วว่าถัง LOX สามารถทนแรงดันได้จริง ๆ การทดลองสุดท้ายจริง ๆ เลยก็คือการเพิ่มแรงดันภายนอกจนกว่าถังจะระเบิดเพื่อดูว่าค่าแรงดันที่จะทำให้ถังระเบิดตรงกับค่าที่คาดการณ์ไว้ไหม (Predicted Failure Value) ผลก็คือคาดเคลื่อนไปเพียงแค่ 2% เท่านั้น ซึ่งถือว่าดีมาก ๆ และแน่นอนว่าถังต้นแบบที่ว่านั้นก็ได้ระเบิดเป็นชิ้นแล้วด้วย
การทดลองนี้มีจุดประสงค์เพื่อเก็บข้อมูลด้านโครงสร้าง ๆ ต่าง ๆ ระหว่างการทดสอบด้วย Sensor กว่า 2,800 ตัวเพื่อนำไปจำลองโมเดลทางคอมพิวเตอร์ถัง LOX ไว้ใช้สำหรับหาจุดอ่อนของถังเชื้อเพลิงและพัฒนาถังเชื้อเพลิงที่แข็งแรงกว่าเดิมสำหรับ Human-rated flight นั่นเอง
นอกจากนี้การทดลองแบบเดียวกันไม่ได้เกิดขึ้นแค่กับถัง LOX แต่เกิดขึ้นกับทุกชิ้นส่วนของ SLS เช่น ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage), Orion stage adapter, Launch vehicle stage adapter, Engine section, Intertank, Liquid Hydrogen tank และอื่น ๆ อีก การทดลอง Structural Test Article เริ่มตั้งแต่เดือน พฤษภาคม 2017 มาแล้วโดยค่อย ๆ เริ่มทดลองทีละชิ้น ๆ มาเรื่อย ๆ จนมาชิ้นสุดท้ายในปี 2020
ข้อมูลที่รวบรวมได้จากการทดลองนี้มาจากการทดลองแยกต่างหากกว่า 199 การทดลองในสถาวะที่แตกต่างกันซึ่งรวม ๆ แล้วมีข้อมูลมากกว่า 421 GB ที่ต้องนำไปประมวลผลเลยทีเดียว (เฉพาะข้อมูลจากการทดลองของถัง LOX เท่านั้น ยังไม่รวมข้อมูลจากชิ้นส่วนอื่น ๆ) ซึ่งข้อมูลจากทุกชิ้นส่วนจะถูกเก็บมาจำลองในโมเดลทางคณิตศาสตร์และคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองว่าถ้าเกิดสภาวะที่ไม่ปกติภายใต้จรวดที่กำลังบินจริง ๆ จะเป็นยังไง (ที่ต้องทดลองแยกแล้วเอาข้อมูลมารวมกันก็เพราะว่าแต่ละส่วนมันยังไม่ได้เอามาประกอบเข้าด้วยกัน)
ซึ่งการจำลองเหล่านี้จะถูกเอามาปรับปรุงในต้นแบบของชิ้นส่วนแต่ละชิ้นส่วนก่อนที่จะเอามาประกอบเป็น SLS ตัวแรกนั่นเองเพราะว่า NASA คงยังไม่อยากเอา SLS อันแรกที่ยังสร้างไม่เสร็จด้วยซ้ำมาทดลองระเบิดเล่นหรอก (ฮา)
หลังจากการทดลอง STA เสร็จสิ้นเป็นที่เรียบร้อย ก้าวต่อไปของ NASA ก็คือสร้าง SLS เวอร์ชั่นเต็มขึ้นมาจริง ๆ นั่นเองซึ่งตอนนี้ NASA วางแผนไว้ว่าจะสร้างให้ได้ก่อน 6 boosters เพื่อใช้ร่วมกับภารกิจ Artemis ซึ่งสัญญาสร้างกว่า 49.5 ล้านดอลลาร์ครั้งนี้ตกเป็นของ Northrop Grumman ซึ่งมีหน้าที่สร้าง SLS จำนวน 6 อันนี้นั่นเอง (แต่ ณ ตอนนี้ก็ยังไม่เสร็จสักอัน ฮา)
ตอนนี้ SLS ชิ้นแรกก็กำลังเริ่มประกอบแล้วที่ Kennedy Space Center โดยเริ่มจาก Booster Segment กับ Adapter AFT และ FWD แล้วจะตามมาด้วย เครื่องยนต์ RS-25 แต่ Northrup Grumman ไม่ได้ประกอบทีละอันแต่ประกอบมันไว้ใช้สำหรับทั้งสามภารกิจคือ Artemis I,II,III พร้อมกันเลยแต่ค่อย ๆ สร้างทีละส่วนทำให้การสร้างช้าและไม่เป็นรูปเป็นร่าง แต่เมื่อเสร็จก็เท่ากับว่าจะได้ SLS Twin Boosters พร้อม Core Stage สำหรับใช้ในการปล่อยภารกิจ Artemis ได้ทันทีเลยนั่นเอง
สุดท้ายนี้เราก็หวังว่าจะได้เห็น SLS ได้ทดลอง Static fire และระบบต่าง ๆ สำหรับภารกิจ Artemis I ที่กำลังจะเกิดขึ้นเร็ว ๆ นี้สำหรับการกลับไปดวงจันทร์ของมนุษยชาติภายในปี 2024
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
NASA Completes Artemis Space Launch System Structural Testing Campaign
NASA Plans for More SLS Rocket Boosters to Launch Artemis Moon Missions
