ปกติแล้วจรวด Soyuz ที่เรารู้จักกันจะเป็นจรวดที่มีหน้าตาที่ให้ความรู้สึกรัสเซีย ๆ มีความดิบ ๆ ออกไปทาง Brutalism ช่วงล่างของจรวดจะเป็นฐานกว้าง ๆ มีท่อนจรวดห้าท่อน มีท่อนตรงกลางแล้วมีท่อนที่อยู่รอบ ๆ อีกสี่ท่อนเรียงตัวกันเป็นเครื่องหมายกากบาท แล้วค่อยลู่เข้าไปจนถึงปลายแหลมบนยอดจรวด หน้าตาจรวดแบบนี้อยู่คู่กับวงการจรวดรัสเซียมาแล้วเกือบ 70 ปีและแทบจะเป็น Icon ประจำโครงการอวกาศฝั่งรัสเซียไปแล้ว ใช้ตั้งแต่ส่งมนุษย์ขึ้นสู่อวกาศ ส่งยานเติมเสบียงให้กับสถานีอวกาศนานาชาติ หรือแม้แต่ส่ง Payload ขึ้นสู่อวกาศในเชิงพาณิชย์ก็ทำมาแล้ว แต่ในวันนี้รัสเซียกลับมีจรวดรุ่นใหม่โผล่มาที่ใช้ชื่อเดียวกันแต่หน้าตากลับแตกต่างจาก Soyuz ที่เรารู้จักกันโดยสิ้นเชิง ในบทความความนี้เราจะพาทุกคนไปรู้จักกับจรวด Soyuz-5 หนึ่งในจรวดยุคถัดไปของโครงการอวกาศรัสเซีย
ประวัติศาสตร์ของจรวดตระกูล R-7 แบบรวบรัด
ย้อนกลับไปในต้นยุค 1950 ถือได้ว่าโลกได้เข้าสู่ช่วงของสงครามเย็น ซึ่งก็อย่างที่หลายคนอาจจะรู้อยู่แล้วว่ามันคือความขัดแย้งของขั้วอำนาจใหม่ภายหลังการสิ้นสุดลงของสงครามโลกครั้งที่สอง ซึ่งในยุคของสงครามเย็นการทำสงครามก็เป็นการนำวิทยาการที่มีอยู่จากสงครามยุคที่แล้วที่เพิ่งจบไปได้ไม่ถึงทศวรรษมาประยุกต์และอัพเกรด แน่นอนว่าหนึ่งในวิทยาการที่ได้รับการต่อยอดคือจรวดเชื้อเพลิงเหลวและระเบิดนิวเคลียร์ แต่ปัญหาที่ยังเป็นคอขวดใน ณ ขณะนั้นคือ จะทำอย่างไรให้สามารถทิ้งนิวเคลียร์ได้โดยไม่ต้องเสี่ยงพาเครื่องบินเข้าพื้นที่เป้าหมาย จะใช้จรวดเหรอ? V-2 ของเยอรมนีที่ยึดมาได้มันก็เล็กมาก ๆ จนยิงได้แค่ไปลงเกาะอังกฤษจากชายฝั่งของเยอรมนี (ระยะหวังผลอยู่ที่ 320 กิโลเมตร) ทำให้ตลอดเกือบสิบปีหลังการสิ้นสุดลงของสงครามโลกครั้งที่สอง ทั้งสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียตได้ใช้ทรัพยากรและองค์ความรู้ที่มีในการพัฒนาจรวดที่มีใหญ่และทรงพลังขึ้นเรื่อย ๆ
ในฝั่งของสหภาพโซเวียตเองนั้นรัฐบาลมีความต้องการจรวดที่มีน้ำหนักรวมตอนปล่อยจากฐานไม่เกิน 200 ตันและสามารถยิงออกไปได้ไกลถึง 8,500 กิโลเมตร ซึ่งระยะนี้แน่นอนว่าจากโซเวียตมันถึงสหรัฐฯ แน่ และต้องแบกหัวรบหนัก 3,000 กิโลกรัมได้ ในปี 1953 หน่วยวิจัยจรวดแห่งหนึ่งในแคว้นมอสโกอย่าง OBK-1 (Experimental Design Bureau-1) ได้เริ่มพัฒนาแบบจรวดรุ่นหนึ่งที่ต่อยอดมาจากจรวด R-1 ที่เป็นของเลียนแบบที่เกิดจากการวิศวกรรมย้อมกลับจากจรวด V-2 ที่ยึดมาได้ ก่อนที่จะมีการปรับปรุงแบบให้สามารถแบกหัวรบที่มีน้ำหนัก 5,500 ถึง 6,000 กิโลกรัมได้จากการมาถึงของโครงการพัฒนาอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ และได้ยื่น Proposal เสนอต่อคณะรัฐมนตรีแห่งสหภาพโซเวียตจนได้รับการอนุมัติในการพัฒนาในช่วงเดือนกรกฏาคม 1954 ภายใต้ชื่อ R-7
ย้อนกลับไปในปลายยุค 1940 โลกเพิ่งรู้จักกับเทคโนโลยีจรวดเชื้อเพลิงเหลวได้เพียง 20 ปีเศษ ไม่มีใครสอนให้วิศวกรจับมือสร้างจรวดหรือเขียนคู่มือและรายงานการวิจัยทิ้งไว้ให้ศึกษาเยอะเท่าทุกวันนี้ มีเพียงแต่การลอง Fuck Around And Find out (FAFO) เท่านั้น ประเด็นคือน้ำหนักส่วนใหญ่ของจรวดมาจากเชื้อเพลิงที่อยู่ในถัง ทำให้แรงขับเยอะ ๆ มันจำเป็นแค่ช่วงการปล่อยออกจากฐานอกไประยะนึงเท่านั้น ถึงจุดนึงขอเพียงแต่มีแรงขับระดับหนึ่งที่ไม่มากเท่าตอนปล่อยออกจากฐานจรวดก็จะสามารถรักษาความเร็วเพื่อให้เดินทางไปถึงที่หมายได้ ถ้าระหว่างทางสามารถลดแรงขับลงได้อัตราการกินเชื้อเพลิงก็จะน้อยลง แต่ในยุคนั้นการทำ Throttling จรวดมันไม่ได้ทำกันง่าย ๆ แบบขับรถหรือเครื่องบิน ทำให้ในตอนนั้นฝั่งของโซเวียตมีนักออกแบบจรวด Mikhail Tikhonravov ที่สร้างชื่อไว้กับรถยิงจรวดแบบ Katyusha ได้เสนอไอเดียของการแบ่งท่อนจรวดออกเป็นหลายท่อนและมัดรวมเข้าหากันแบบให้ทุกท่อนอยู่ในแนวระดับเดียวกันเพื่อให้สามารถปลดท่อนจรวดเพื่อลดน้ำหนักและแรงขับลงได้ ก่อนที่ Sergei Korolev จะมาเห็นแนวคิดและให้ความสนใจกับมันเป็นอย่างมากและได้เชิญ Tikhonravov ไปร่วมออกแบบจรวดกันที่ OBK-1
การพัฒนาจรวด R-7 ได้ดำเนินต่อเนื่องไปหลายปีจนในปี 1957 ก็ได้ทำการบินครั้งแรกแบบเต็มระยะทาง การออกแบบจรวด R-7 จบลงที่มีเครื่องยนต์แบบ RD-107 ทั้งหมด 5 เครื่องโดยแบ่งออกเป็น RD-107 สี่เครื่องสำหรับท่อนจรวดที่เป็นบูสเตอร์ขนาบข้างทั้งหมดสี่ท่อน เครื่องยนต์ RD-108 ที่ถือเป็นรุ่นย่อยของ RD-107 เพียงหนึ่งเครื่องที่ท่อนจรวดตรงกลาง และมี Nozzle จรวดขนาดเล็กที่เรียกกันว่า Vernier ทั้งหมด 12 ชิ้น โดยแบ่งออกสำหรับท่อนบูสเตอร์ขนาบข้างทั้งท่อนละสองชิ้นรวมแล้วแปดชิ้นและอีกสี่ชิ้นสำหรับท่อนจรวดตรงกลาง โดยท่อนจรวดขนาดเล็กนี้มีไว้ช่วยเลี้ยวจรวดทั้งการ Pitch Yaw และ Roll โดยการออกแบบของมันมีการออกแบบให้ท่อนจรวดบูสเตอร์ขนาบข้างมีปริมาณเชื้อเพลิงที่น้อยกว่าท่อนจรวดตรงกลาง การออกแบบนี้จะทำให้ตัวจรวดสามารถปลดท่อนบูสเตอร์รอบนอกออกไปได้ในขณะที่ท่อนจรวดตรงกลางยังคงสามารถทำงานต่อไปได้อีกระยะหนึ่ง การปลดท่อนจรวดแบบนี้นับเป็นเอกลักษณะของจรวดตระกูล R-7 ที่ได้รับการตั้งชื่อว่า Korolev cross เพราะตอนปลดท่อนจรวด ภาพที่เห็นจะเหมือนกับว่ามีกางเขนอยู่บนฟ้าก่อนที่จะดีดท่อนจรวดพวกนั้นออกจากท่อนจรวดตรงกลาง โดยมันได้รับการตั้งชื่อตามหนึ่งในผู้ออกแบบของมัน นอกจากนี้แล้ว R-7 ยังมีชื่อเล่นว่า Semyorka ที่มีความหมายคร่าว ๆ ว่า “ตาแก่หมายเลขเจ็ด”
จากความสำเร็จของ R-7 รุ่นดั้งเดิมทำให้มันได้รับการต่อยอดออกมาเรื่อย ๆ จากเป็นเพียงขีปนาวุธข้ามทวีปก็กลายมาเป็นจรวดส่งของขึ้นสู่อวกาศเนื่องจากกลยุทธ์ที่เปลี่ยนไป ใครครองอวกาศได้ก็เหมือนคุมเกมได้ ไม่ต่างอะไรจากยุคสงครามโลกครั้งที่สองที่หากสามารถคุมน่านฟ้าในทะเลได้ พวกเรือรบที่ใช้ปืนเป็นหลักแบบพวกเรือประจัญบานก็จะเป็นเพียงแค่เศษเหล็ก (มันจะมีไอเอ๋อที่ไหนในยุคนี้ที่ยังเบียวเรือปืน) ทำให้มีการออกลูกหลานของ R-7 ออกมาหลายรุ่น ไม่ว่าจะเป็น Sputnik ที่ส่งดาวเทียม Sputnik 1 ขึ้นสู่อวกาศ Vostok และ Voskhod ทำหรับส่งมนุษย์และดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศในยุคบุกเบิกของการเดินทางในอวกาศโดยมนุษย์ Molniya ที่ถูกใช้ส่งดาวเทียมสื่อสาร หรือแม้แต่ Soyuz ที่มีรุ่นย่อยออกมามากมายที่ได้รับการอัพเกรดจนถึง Soyuz-2.1 ที่ถูกออกแบบมาเพื่อส่งยานอวกาศสำหรับมนุษย์โดยสารในชื่อเดียวกันที่ทุกวันนี้ก็ยังมีการใช้งานกันแม้ว่าจะผ่านมาแล้วถึง 60 ปีนับตั้งแต่การบินครั้งแรกของมัน
ทั้งนี้แม้ว่ารัสเซียดูจะเหมือนใช้ของเก่าเอามาย่อยอดใหม่อย่างเดียว ดูไม่ค่อยมีอะไรใหม่เหมือนฝั่งของสหรัฐฯ แต่อย่าลืมว่าในโลกของวิศวกรรม อะไรที่มันเวิร์ค มันก็ใช้ได้แหละเว้นแต่ว่างานที่จะในอนาคตทำมันเริ่มเอาของที่มีอยู่มาใช้ไม่ได้แล้วมันเลยกลายเป็นเหตุผลที่ว่าทำไมในบทความนี้เราถึงมาอธิบายให้ทุกคนรู้ว่า Soyuz-5 คืออะไร ประกอบกับฝั่งสหรัฐฯ เองก็ใช่ย่อยกับการเอาของเก่ามาต่อยอดหรือยำรวมกันกลายเป็นของใหม่ โดยเฉพาะกับจรวด Atlas และ Titan หรือแม้แต่เครื่องยนต์ในตำนานอย่าง RL10 ที่ทุกวันนี้ก็ยังเอามาใช้ส่งนักบินอวกาศไปดวงจันทร์ในโครงการ Artemis
ก่อนจะมาเป็น Soyuz-5 กับหน้าประวัติศาสตร์ที่ไม่ค่อยมีใครกล่างถึง
ย้อนกลับไปในปี 2006 เป็นเวลาที่ไล่เลี่ยกับโครงการ Constellation ของสหรัฐฯ ซึ่งเคยเป็นโครงการที่สหรัฐฯ มั่นหมายว่าจะพามนุษย์กลับไปดวงจันทร์ เตรียมตัวไปดาวอังคาร หรือแม้แต้ดาวและสถานที่อื่น ๆ ในระบบสุริยะ ใครมันจะยอมให้อเมริกาได้หน้าด้านการสำรวจอวกาศอยู่ฝ่ายเดียวกันล่ะ เพราะแบบนั้นฝั่งของยุโรปจึงได้ผนึกกำลังกัน พา ESA และ Roscosmos ศึกษาความเป็นไปได้ในการพัฒนายานอวกาศรุ่นใหม่เพื่อใช้งานบนวงโคจรของโลกร่วมกับสถานีอวกาศนานาชาติ หรือแม้แต่การพามนุษย์เดินทางไปยังดวงจันทร์ด้วยมันสมองของชาติในยุโรปภายใต้โครงการ Crew Space Transportation System (CSTS) หรือ Advanced Crew Transporation System (ACTS) ในเวลาต่อมา
การศึกษาและการหาลือได้ผ่านไปร่วมสองปีและจบลงที่ไม่ได้ข้อสรุปจากทั้งฝั่ง ESA และฝั่ง Roscosmos โดยฝั่ง ESA อยากจะมุ่งเน้นไปที่การอัพเกรดยานเติมเสบียงให้กับสถานีอวกาศนานาชาติอย่าง ATV ของตัวเองให้กลายเป็นยานแคปซูลที่สามารถฝ่าเข้าชั้นบรรยากาศและอาจจะทำให้ ATV กลายเป็นยานสำหรับมนุษย์โดยสารได้เลยมีการปรับปรุงโครงการเล็กน้อยและเปลี่ยนชื่อไปเป็น ACTS แต่สุดท้ายก็โดนตัดงบประมาณการวิจัยในช่วงปลายทศวรรษ 2010 เพราะจะเอา ATV ไปทำ Service moudule ให้ยาน Orion ในโครงการ Artemis ในส่วนของฝั่ง Roscosmos แม้จะไม่ได้ข้อสรุปที่ลงรอยกับฝั่ง ESA แต่ก็ยังเก็บไอเดียโครงการ ACTS ไว้โดยเปลี่ยนเป็นชื่อ PPTS (Prospective Piloted Transport System) โดยเจ้า PPTS จะมีหน้าตาแบบแคปซูลทรงโคน ซึ่งเป็นหน้าตาที่มักจะเห็นแตฝั่งสหรัฐฯ และที่น่าสนใจคือโครงการพัฒนายานรุ่นนี้ต่อมาถูกวางแผนให้มันกลายเป็นยานที่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้เพราะปกติ Soyuz เป็นยานที่ใช้ครั้งเดียวแล้วทิ้งไม่ก็เอาเข้าพิพิธภัณฑ์ และมันเพิ่งมาได้ชื่อในภายหลังว่า Orel ที่มีความหมายว่านกอินทรี
เมื่อมีแผนการที่จะสร้างยานอวกาศรุ่นใหม่แล้ว จะปล่อยยานอย่างไรเพราะเจ้า ACTS? PPTS? หรือ Orel? หรืออะไรก็ตามที่มันถูกเรียกในช่วงปี 2008-2010 ก็มีน้ำหนักที่มาก มากกว่ายาน Soyuz ที่ยังมีการใช้งานกัน จะให้เอาจรวดที่ไม่ได้ถูกออกแบบมาใช้กับมนุษย์อย่างจรวดตระกูล Proton จรวด Zenit หรือแม้แต่ Dnepr ก็อันตรายเกินไป ทำให้มีการเริ่มแผนศึกษาและพัฒนาจรวดรุ่นใหม่ที่ในช่วงปี 2009 มันมีชื่อว่า Rus-M โดยมันเป็น Proposal จรวดที่มีความคล้ายคลึงกับจรวด Atlas III และ Atlas V ของฝั่งสหรัฐฯ ตรงที่มันจะใช้เครื่องยนต์ RD-180 เป็นเครื่องยนต์สำหรับจรวดท่อนแรก และมีท่อนบนเป็นเครื่องยนต์ RD-0146 ที่ใช้ Cycle แบบ Expander cycle คล้ายกับ RL10 ของท่อนจรวด Centaur มองยังไงก็คล้ายกับ Atlas ชัด ๆ (เผื่อใครไม่ทราบ รัสเซียขาย RD-180 ให้สหรัฐฯ ไปใช้กับ Atlas III และ Atlas V ก่อนที่จะเกิดสงครามการรุกรานยูเครนโดยรัสเซียในปี 2014 และ 2022) แต่พูดเป็นเล่นไปการเอาจรวดสามท่อนมามัดรวมกันแบบหนึ่งใน Varteint ของ Rus-M ฝั่งสหรัฐฯ เองก็เคยมี Proposal ทำ Atlas V Heavy ที่เอาท่อนจรวดท่อนแรกสามท่อนมามัดรวมกันเช่นกันแม้ว่าจะไม่ได้ไปต่อก็เถอะ (ฮา)
โดยเจ้า Rus-M มี RKTs Progress เป็นบริษัทผู้พัฒนาภาพรวมของจรวด เป็นผู้ประกอบระบบต่าง ๆ เข้าด้วยกัน และเป็นผู้พัฒนาและผลิตจรวดท่อนที่สองให้แก่ Rus-M มี Mekaye OKB เป็นผู้พัฒนาจรวดท่อนแรก และมี NPO Avtomatiki เป็นผู้พัฒนาระบบควบคุมการบิน โดยตัว Rus-M ถูกออกแบบให้สามารถส่งของราว 6,500 ถึง 50,000 กิโลกรัมเข้าวงโคจรต่ำของโลกได้ซึ่งมากพอที่อาจจะสามารถทดแทนจรวด Soyuz ได้ ภาพรวมแล้วดูเหมือนจะดีจนกระทั่งปี 2011 ที่รัสเซียและทั่วโลกโดนพิษเศรษฐกิจอย่างภาวะเศรษฐกิจถดถอยครั้งใหญ่เข้าเล่นงานทำให้ RKTs Progress ต้องประกาศยุบโครงการพัฒนา Rus-M แต่ในช่วงนั้นเองก็ดันมีจรวด Angara ที่เป็นจรวดที่ส่งของได้หนักได้ราว 3,800 ถึง 24,500 กิโลกรัมถึงวงโคจรต่ำของโลกเป็นคู่แข่ง ทำให้ในปี 2013 RKTs Progress ได้ประกาศพัฒนาจรวดรุ่นใหม่ที่มีราคาถูกลงภายใต้ชื่อ Soyuz-5 นับเป็นผู้สืบทอด Rus-M ที่ไม่ได้ไปต่อ
Soyuz-5 กับความเป็นไปได้ใหม่ ๆ ของโครงการอวกาศยุคถัดไปของรัสเซีย
แน่นอนว่าในสภาวะเศรษฐกิจในปี 2011 แถมรัสเซียยังหาตีนให้ตัวเองอย่างการรุกรานยูเครนในปี 2014 ทำให้โดนคว่ำบาตรทางเศรษฐกิจ ทำให้รัฐบาลรัสเซียต้องตัดงบประมาณครั้งใหญ่โดยเฉพาะ Roscosmos ที่โดนตัดงบในงานด้านต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับด้านอวกาศ อย่างไรก็ดีการตัดงบประมาณในปีนั้น โครงการพัฒนา Soyuz-5 ดันโชคดีได้รับการอนุมัติโครงการพัฒนาทำให้ RKTs Progress ยังพอได้รับเงินไปพัฒนาจรวดได้ ซึ่งก็ยังดีที่ Roscosmos มีความต้องการจรวดรุ่นใหม่เพื่อทดแทบของเดิม ๆ อย่าง Soyuz-2 ที่เพิ่งอัพเกรดมาจาก Soyuz เมื่อช่วงปี 2006 ที่ก็ต่อยอดมาจากจรวดเก่า ๆ ในตระกูล R-7 ซึ่งก็เป็นสถาปัตยกรรมที่เก่าได้ที่แล้ว ไม่งั้น Soyuz-5 ก็เตรียมไปอยู่ในลิ้นชักในคลังเอกสารซักที่คู่กับ Rus-M ได้เลย
ก่อนจะเข้าเนื้อหา Soyuz-5 กัน แล้ว Soyuz-3 และ Soyuz-4 หายไปไหน ตรงนี้มันค่อนข้างชัดเจนอยู่แล้วว่ามันเป็นหนึ่งในโครงการที่โดนตัดงบจนไปต่อไม่รอด โดยตัวของ Soyuz-3 เป็นการนำ Soyuz-2 มาอัพเกรดด้วยการแทบที่เครื่องยนต์ RD-107 และ RD-108 ด้วยเครื่องยนต์ RD-120 และ NK-33 เครื่องยนต์ที่ได้รับการอัพเกรดมาจาก NK-15 ที่เคยใช้บนจรวด N1 จรวดที่ไม่สามารถพาโซเวียตพิชิตดวงจันทร์ได้ ในขณะเดียวกันเองยานอวกาศที่ใช้ก็คือยาน Kliper ยานอวกาศประเภท Spaceplane ที่โดนตัดงบจนทุกวันนี้ก็ยังไม่ได้เห็นแสงตะวัน ตัวจรวดนั้นโดนตัดงบในปี 2005 เพราะรัสเซียมีตัวเลือกที่ดีกว่ากว่า Zenit และ Angara ส่วนยานก็โดนตัดงบประมาณในปี 2006 ทำให้ Soyuz-3 ไม่ได้ไปต่อ ส่วน Soyuz-4 ก็ไม่เคยมีการพูดถึงเหมือนไม่มีตัวตนบนโลก
ตัดกลับมาที่ Soyuz-5 หนึ่งในเหตุผลที่ Roscosmos ได้ต่อลมหายใจให้กับมันเพราะในตอนนั้นเองสหรัฐฯ ก็เริ่มมีจรวดภาคเอกชนที่เริ่มมีราคาที่ถูกลงแล้ว และรัสเซียในตอนนั้นก็ยอมรับเองด้วยว่า SpaceX เป็นคู่แข่งที่ในที่สุดก็ได้หายใจรดต้นคอรัสเซียแล้ว (แหงล่ะ ตอนนั้น Elon Musk ขอซื้อ Dnepr ตั้งสองรอบแต่ก็ไปปฏิเสธเขาตั้งสองรอบ) และรัสเซียมีความกังวลที่ค่อนข้างชัดเจนถึงขนาดที่ว่าในปี 2015 มีแผนให้ Soyuz-5 ใช้เชื้อเพลิงมีเทนเหลวแบบที่ SpaceX เคยประกาศไว้ในปี 2012 ว่าทางบริษัทมีแผนที่จะพัฒนาเครื่องยนต์เชื้อเพลิงมีเทน ส่วนหนึ่งแล้วมันก็เป็นเชื้อเพลิงที่มีราคาถูกและสามารถผลิตได้ง่ายเมื่อเทียบกับน้ำมันก๊าดอย่าง RP-1 ซึ่งในตอนนั้นรัสเซียก็ดูจะเห็นด้วยกับแนวคิดเชื้อเพลิงราคาถูก แถมรัสเซียเองก็เคยมีโครงการพัฒนาเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงมีเทนที่เริ่มมาตั้งแต่ปี 1995 อยู่แล้ว ในตอนนั้นรัสเซียจึงคิดว่าการใช้มีเทนเป็นเชื้อเพลิงให้กับจรวดรุ่นใหม่ก็ดูเป็นไปได้แถมไอเสียของเครื่องยนต์ก็สะอาดกว่าเชื้อเพลิงแบบอื่น ๆ ที่รัสเซียใช้อีกด้วย
นอกจากนี้แล้วรัสเซียยังมองว่า Soyuz-5 จะมีศักยภาพที่มากพอในการทดแทนจรวดตระกูล Soyuz เดิมที่มีการใช้งานอยู่ แถมด้วยพละกำลังที่ถูกขึ้นทำให้มันสามารถทดแทนจรวด Zenit ของยูเครนซึ่งกำลังมีข้อพิพาทเรื่องดินแดนในช่วงนั้นได้ด้วย และยังมีศักยภาพที่ทัดเทียมกับจรวดตระกูล Proton ที่ใช้เชื้อเพลิง Dinitrogen tetroxide/Unsymmetrical dimethylhydrazine ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงจำพวก Hypergolic ที่อันตรายต่อการหายใจของมนุษย์ และในช่วงนั้นรัสเซียยังคิดไปไกลถึงขนาดที่จะวางแผนนำท่อนจรวดของ Soyuz-5 ไปเป็นสร้างจรวดระดับ Super Heavy-lift launch vehicle ซึ่งเป็นหนึ่งในศักยภาพทางด้านอวกาศที่รัสเซียขาดหายไปนับตั้งแต่การปลดประจำการจรวด Energia และยังมองไปไกลถึงความเป็นไปได้ในการนำจรวดกลับมาลงจอดเพื่อการใช้ซ้ำ
แต่สุดท้ายแล้วรัสเซียก็ได้เปลี่ยนใจ ในปี 2016 รัสเซียได้ทำการปรับแนวคิดการออกแบบของจรวด Soyuz ใหม่ ด้วยการเปลี่ยนจากการใช้เชื้อเพลิงมีเทนในจรวดท่อนแรกกลับไปใช้เชื้อเพลิง RP-1 เหมือนเดิมแบบ Soyuz-2 เพราะหากใช้เชื้อเพลิงมีเทน จากเทคโนโลยีที่มีอยู่ในตอนนั้นรัสเซียจะไม่มีทางสร้าง Soyuz-5 ให้สามารถทดแทนหรือทัดเทียมกับศักยภาพของ Zenit และ Proton ได้แน่ ๆ โดยทางรัสเซียเลือกที่จะนำเครื่องยนต์ RD-171M เดิมที่มีอยู่มาดัดแปลงใหม่
โดยเครื่องยนต์ที่ทางรัสเซียเลือกพัฒนาสำหรับ Soyuz-5 จะเป็นเครื่องยนต์รุ่นย่อยในชื่อ RD-171MV ซึ่งจริง ๆ ไม่เชิงว่าเป็นการอัพเกรดมาจากเครื่องยนต์ RD-171M เพราะมันก็คือ RD-171M ที่อะไหล่ทุกชิ้นถูกผลิตขึ้นในรัสเซีย โดยเดิมทีแล้ว RD-171M ก็เป็นเครื่องยนต์ที่ได้รับการอัพเกรดมาจาก RD-171 ที่ทั้งสองรุ่นถูกใช้บนจรวด Zenit ของยูเครนซึ่งแน่นอนว่าอะไหล่หลายชิ้นของเครื่องยนต์ก็ถูกผลิตในยูเครน พอสงครามเกิดขึ้นความร่วมมือระหว่างสองชาติในการใช้งานจรวด Zenit ก็ถูกระงับลง แต่ทางรัสเซียก็สามารถผลิตอะไหล่ทดแทนส่วนมี่ปกติยูเครนผลิตให้ ทำให้ RD-171MV กลายเป็นเครื่องยนต์ที่ถูกผลิตในรัสเซียแบบ 100%
จริง ๆ แล้วเครื่องยนต์ในรุ่น RD-171 ไม่ว่าจะเป็นรุ่นอัพเกรดอย่าง 171M หรือรุ่นที่ผลิตในรัสเซียอย่าง 171MV ก็ล้วนแล้วแต่มีรากฐานมาจากเครื่องยนต์ RD-170 ที่เคยใช้งานกับท่อนจรวดบูสเตอร์ขนาบข้างสี่ท่อนของ Energia โดยมันเป็นตระกูลเครื่องยนต์ที่มีห้องเผาไหม้สี่ห้อง มีการใช้ RP-1 ร่วมกับออกซิเจนเป็นเชื้อเพลิง รวมทั้งยังใช้ระบบเครื่องยนต์แบบ Oxidizer-rich staged combustion ซึ่งเป็นระบบเครื่องยนต์ที่รัสเซียค่อนข้างถนัด โดย RD-171MV ที่ใช้บน Soyuz-5 สามารถให้แรงขับได้ถึง 7,257 กิโลนิวตัน
ที่น่าสนใจคือปกติแล้วจรวดตระกูล R-7 จำเป็นต้องมีหัวฉีด Vernier ไว้ช่วยทำ Thust Vector Control ในการเลี้ยวจรวดเพราะ RD-107 และ RD-108 ไม่มี TVC แบบ Built-in แต่ตัวเครื่องยนต์ RD-170 ทุกรุ่นนั้นมี TVC ในตัวทำให้ ไม่ว่าจะเป็นท่อนจรวดบูสเตอร์ของ Energia จรวดท่อนแรกของ Zenit และจรวดท่อนแรกของ Soyuz-5 ไม่จำเป็นต้องมีหัวฉีด Vernier ไว้ช่วยสำหรับการเลี้ยว นอกจากนี้แล้วจรวดท่อนแรกของ Soyuz-5 นั้นเป็นเพียงจรวดท่อนเดี่ยวต่างจาก Soyuz ดั้งเดิมที่จะมีท่อนจรวดที่เป็นบูสเตอร์ด้านข้างอีกสี่ท่อน ทำให้จริง ๆ แล้ว Soyuz-5 ไม่สามารถนับญาติกับจรวดในตระกูล R-7 ได้ แต่ควรเรียกว่าเป็นจรวดสืบทอดเชื้อสายจากทางฝั่ง Zenit มากกว่า
ในส่วนของจรวดท่อนที่สอง เดิมทีในปี 2015 ก็มีไอเดียที่จะให้มันใช้มีเทนเป็นเชื้อเพลิง แต่ก็เหมือนกับจรวดท่อนแรก ไอเดียดังกล่าวได้รับการปรับเปลี่ยนให้กลับไปใช้เชื้อเพลิง RP-1 โดยนำเครื่องยนต์ RD-0124 ที่มีการใช้งานบนจรวด Angara 1.2 หรือแม้แต่ Angara A5 เมื่อไม่นานมานี้และจรวด Soyuz-2.1b และ Soyuz-2.1v มาดัดแปลงใหม่ด้วยการเพิ่มจำนวน Nozzle จาก 4 เป็น 8 ชิ้น ภายใต้ชื่อ RD-0124M แต่นั่นเป็นอะไรที่บ้ามาก ๆ เพราะการทำให้เครื่องยนต์เครื่องเดียวที่มีปั๊มเชื้อเพลิงและสารออกซิไดซ์อย่างละชุดจ่ายเชื้อเพลิงแบ่งออกไปให้ทั่วถึงหัวฉีดทั้งแปดชิ้นนั้นเป็นความท้าทายที่แค่คิดก็เหนื่อยแล้ว (แต่ก็ไม่น่ายากเกินความสามารถวิศวกรขนาดนั้น เพราะเครื่องยนต์ Andromeda 2 ของจรวดท่อนบนบนจรวด Nova ของ Stoke Space ยังแบ่งเชื้อเพลิงออกไปให้หัวฉีด 24 ชิ้นได้เลย)
ทำให้สุดท้ายแล้วทางรัสเซียเลือกที่จะนำ RD-0124 เดิมมาดัดแปลงใหม่แต่ยังมีหัวฉีดเพียงสี่ชิ้นเหมือนเดิมในชื่อ RD-0124MS ที่แม้จะมีหัวฉีดสี่ชิ้นเหมือนเดิมแต่แรงขับนั้นมีถึง 588 กิโลนิวตัน ซึ่งมากขึ้นประมาณสองเท่าเมื่อเทียบกับ RD-0124 รุ่นดั้งเดิมที่ทำได้ราว 294.3 กิโลนิวตัน ตรงนี้คิดว่ารัสเซียได้ทำให้หัวฉีดมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น เพราะยังไงตัวท่อนจรวดของ Soyuz-5 ก็มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่มากกว่าท่อนจรวดท่อนบนของ Soyuz-2.1b และ Soyuz-2.1v อยู่แล้ว ไม่น่าแปลกเท่าไหร่หากรัสเซียจะตัดสินใจขยายขนาดหัวฉีดให้สามารถรับแรงขับได้สูงขึ้น โดยในรุ่นได้นี้มีการปรับปรุงดีไซน์ของเครื่องยนต์ด้วยการแบ่งเครื่องยนต์หนึ่งเครื่องที่มีหัวฉีดสี่ชิ้นออกเป็นสองบล็อคที่เรียงตัวในแนวทแยงกัน โดยเหตุผลของการแบ่งส่วนของเครื่องยนต์ออกเป็นสองบล็อคแบบนี้คือเพื่อการเลี้ยวขณะทำการบิน (Pitch กับ Yaw) และยังสามารถตัดการทำงานของห้องเผาไหม้หนึ่งในสองบล็อคเพื่อยืดเวลาการเผาไหม้เพื่อเพิ่ม Specific impulse ของท่อนจรวดได้อีกด้วย อาจเรียกได้ว่าเป็น Strategy ที่ไม่น่ามีให้เห็นที่ไหนเลยก็ได้ เพราะปกติฝั่งของสหรัฐฯ เองก็มักมีแต่จรวดท่อนบนที่มีแค่หัวฉีดเดี่ยวหรือหัวฉีดคู่เท่านั้น
นอกจากนี้แล้ว ในกรณีที่รัสเซียต้องการปล่อย Payload ไปใว้ที่ Geostationary orbit ยังสามารถเพิ่มท่อนจรวดท่อนที่สามเข้าไปได้เป็นท่อนจรวด Optional อย่างท่อน Blok DM-03 ที่มีการใช้งานมาแล้วบนจรวด Angara A5 และ Zenit-3SL (หากให้เข้าใจได้ง่าย มันจะคล้ายกับ Photon ที่เป็นท่อนจรวด Kick stage ที่ใช้งานร่วมกับจรวด Electron ของ Rocket Lab หรือ Helios ของ Impulse Space ที่สามารถนำไปปล่อยกับ Falcon 9 ของ SpaceX ได้)
ดีไซน์ของ Soyuz-5 ถูก Finalized ในช่วงปี 2017-2018 แต่ก็ด้วยงบประมาณที่จำกัดในแต่ละปี การทำชิ้นส่วน Hardware หลังจากนั้นเลยดำเนินไปอย่างล่าช้า แถมรัฐบาลรัสเซียมันดันก่อเรื่องอีกแล้วด้วยการบุกยูเครนรอบใหม่ในปี 2022 รอบนี้นี่แหละที่ทำให้รัสเซียโดรคว่ำบาตรจากนานาชาติหนักกว่าเดิม เม็ดเงินที่เข้าประเทศก็ยิ่งน้อยลงไปอีก ทำให้โครงการพัฒนาจรวดรุ่นใหม่หลายรุ่นทั้ง Angara A5 และ Soyuz-5 ต่างถูกเลื่อนออกไปอีกพักใหญ่จากการโยกงบประมาณที่มีไปใช้กับการทำสงคราม
จนแล้วจนรอด เมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม 2026 หรือ 30 เมษายนตามเวลาท้องถิ่น Roscosmos ก็ได้ประสบความสำเร็จในการปล่อยจรวด Soyuz-5 ในเที่ยวบินทดสอบครั้งแรก และเนื่องด้วยมันเป็นเที่ยวบินสำหรับทดสอบอุปกรณ์และระบบโดยภาพรวมของจรวดทำให้มันมีเพียงก้อน Mass simulator เป็น Payload เท่านั้น และภารกิจดังกล่าวเป็นเพียงการปล่อยแบบ Suborbital เท่านั้น ก็ต้องมารอดูกันว่าเราจะได้เห็นอะไรถูกปล่อยกับจรวดรุ่นนี้ในอนาคต
ในส่วนของ Payload เอง ตัวจรวดสามารถส่งของได้หนักราว 18,500 กิโลกรัมไปที่วงโคจรต่ำของโลกซึ่งเทียบเท่ากับศักยภาพของจรวด Falcon 9 Block 5 ซึ่งมีการประเมินว่าค่าใช้จ่ายในการปล่อยต่อเที่ยอาจอยู่ที่ราว 60 ล้านดอลลาร์สหรัฐหรืออาจสู่กว่านี้ เมื่อเทียบกับ Falcon 9 ในต้นปี 2026 มีการประเมินว่าค่าใช้จ่ายต่อเที่ยวบินอยู่ที่ราว 74 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เรียกได้ว่ามันอยู๋ในจุดที่เพียงพอที่จะแข่งกันได้แล้ว แต่ก็ต้องรอดูความน่าเชื่อถือของ Soyuz-5 กันก่อนเพราะมันเพิ่งขึ้นบินได้แค่ครั้งเดียว นอกจากนี้แล้วตัวจรวดสามารถส่งของหนักได้ราว 5,000 กิโลกรัมไปที่วงโคจร Geostationary orbit
ในอนาคตอันใกล้ จรวดท่อนแรกของ Soyuz-5 อาจถูกนำไป Integrate เข้ากับท่อนจรวดอื่นเพื่อสร้างจรวดระดับ Super Heavy-lift launch vehicle อย่าง Yenisei ที่อาจมีขีดความสามารถในการส่งของไปที่วงโคจรต่ำของโลกในช่วง 73,000 ถึง 160,000 กิโลกรัม และหากเมื่อนับ Angara A5V ที่กำลังจะมาในอนาคตที่ถูกออกแบบให้สามารถส่งของหนักราว 35,000 ถึง 50,000 กิโลกรัมไปไว้ที่วงโคจรต่ำของโลก ในอนาคตรัสเซียอาจกลับมามีความสามารถที่มากพอในการส่งยานอวกาศออกไปสำรวจอวกาศห้วงลึกได้เหมือนชาติอื่น ๆ รวมทั้งยังอาจช่วยจีนในการก่อสร้างฐาน International Lunar Research Station ได้เช่นกัน
มากไปกว่านั้น รัสเซียยังได้วางแผนพัฒนาจรวดรุ่นใหม่อย่าง Soyuz-6 และ Soyuz-7 ตามมาอีกในปี 2019 โดยหนึ่งในนั้นจะถูกพัฒนาให้สามารถกลับมาลงจอดได้แบบ Falcon 9 และมีการใช้มีเทนเป็นเชื้อเพลิง รวมทั้งมีความเป็นไปได้ว่าจะถูกออกแบบให้สามารถปล่อยกับฐานปล่อยกลางทะเลได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม ข้อมูลส่วนนี้มีน้อยมาก ๆ ซึ่งซักวันหนึ่งเราก็อาจจะได้เห็นมันเป็นรูปเป็นร่างหากยังไม่มีการตัดงบประมาณจนโดยยุบโครงการไปก่อน
Fun fact – Soyuz-5 มีชื่ออื่น ๆ อีกอย่าง Irtysh ซึ่งเป็นชื่อที่ถูกตั้งโดยทางการรัสเซีย ในขณะที่ฝั่งของคาซักสถานก็เรียกมันว่า Sunkar ที่มีความหมายว่านกเหยี่ยว ซึ่งตรงนี้น่าจะล่อเป็นการกับ Falcon 9 เพราะศักยภาพใกล้เคียงกันในบางด้าน (ฮา)
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
