Opportunity จรวดรุ่นใหม่ของ SpaceX เดินทางระหว่างทวีป จนถึงระหว่างดวงดาว
จรวดรุ่นใหม่ของ SpaceX เดินทางระหว่างทวีป จนถึงระหว่างดวงดาว

Nutn0n

จรวดรุ่นใหม่ของ SpaceX เดินทางระหว่างทวีป จนถึงระหว่างดวงดาว

October 1, 2017

เดินทางจากโลกสู่โลก โลกสู่สถานีอวกาศ โลกสู่ดวงจันทร์ และโลกสู่ดาวอังคารด้วยยานอวกาศรุ่นเดียวกัน แผนการใหม่ของ SpaceX ที่จะช่วยให้อวกาศใกล้ตัวมากขึ้น

หนึ่งปีก่อนหน้านี้ เป็นครั้งแรกที่ SpaceX เผย แผนการเดินทางไปดาวอังคาร ด้วยระบบการขนส่งระหว่างดาวชื่อ ITS หรือ Interplanetary Transportation System ส่วนประกอบหลักของมันคือยาน BFR – Big Falcon Rocket ที่มาพร้อมเครื่องยนต์ Raptor Engine มากถึง 42 ตัว ให้แรงยกทั้งหมด “หนึ่งร้อยยี่สิบหกล้านนิวตั้น” ซึ่งเทียบเท่ากับจรวด Falcon 9 มากถึง 16 ตัว บรรทุกผู้โดยสารกว่า 200 คนเดินทางไปยังดาวอังคารและดาวอื่น ๆ ในระบบสุริยะจักรวาล

แต่วันนี้ในงาน International Astronautical Congress ที่ในปีนี้จัดขึ้นที่ประเทศออสเตรเลีย Elon Musk ได้ขึ้น Keynote มาอัพเดทแผนการดังกล่าวโดยมีการกล่าวถึง 4 โครงการหลักได้แก่

  • Moon Base การนำคนไปยังดวงจันทร์
  • การตั้งถิ่นฐานที่ดาวอังคาร
  • การใช้ BFR เดินทางสู่สถานีอวกาศนานชาติ
  • Earth to Earth โครงการบริการขนส่งคนข้ามทวีปภายในเวลาไม่กี่นาทีด้วยจรวด

จรวดรุ่นที่ใช้จะเป็นรุ่นที่ย่อส่วนลงเล็กน้อยของจรวด BFR ซึ่งเปลี่ยนจากเครื่องยนต์ 42 ตัวเป็น 31 ตัว ซึ่ง Elon Musk ได้บอกว่ามีความสามารถเพียงพอที่จะใช้ในการส่งคนไปดวงจันทร์เพื่อสร้างฐานดวงจันทร์, ใช้ในการปล่อยดาวเทียมขนาดใหญ่ หรือแม้กระทั่งส่งเสบียงและขนของขึ้นไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ

ภาพจำลองยานขณะทำการปล่อยดาวเทียม ที่มา – SpaceX

สำหรับการใช้ปล่อยดาวเทียมนั้น Elon Musk บอกว่าเจ้ายานตัวนี้สามารถใช้ในการปล่อยดาวเทียมที่มีขนาดใหญ่ 9 เมตรได้แบบสบาย ๆ นั่นหมายความว่าเราอาจจะไม่จำเป็นต้องออกแบบดาวเทียมให้มีขนาดเล็กเพียงพอที่จะใส่เข้าไปในจรวดได้อีกแล้ว ทำให้เราสามารถกลับไปปล่อยยานอวกาศหรือดาวเทียมขนาดใหญ่ที่เมื่อก่อนจำเป็นต้องใช้กระสวยอวกาศในการปล่อยเท่านั้น (เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble) นอกจากการปล่อยแล้วเรายังสามารถนำมันมา “เก็บขยะอวกาศ” ก็ได้

สรุปแล้ว BFR คืออะไร

สรุปแล้วนั้น BFR คือจรวดอเนกประสงค์ที่จะเป็นยานอวกาศพาคนไปได้ ณ จุดต่าง ๆ บนโลก, สถานีอวกาศ, ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ที่ห่างไกลออกไป หน้าที่ของ BFR ก็จะคล้าย ๆ กับกระสวยอวกาศแต่มีเทคโนโลยีที่ล้ำสมัยกว่าหลายสิบหรือหลายร้อยปีเลยทีเดียว เนื่องจากมันจะสามารถบินขึ้นจากที่ไหนก็ได้บนโลก และลงจอด ณ จุดไหนก็ได้บนโลกที่มีอุปกรณ์รองรับ ในวิดีโอ SpaceX ได้แสดงภาพจรวด BFR ที่ถูกปล่อยขึ้นจากฐานปล่อยกลางน้ำ และลงจอดบนฐานปล่อยกลางน้ำเช่นเดียวกัน

ชื่อของ BFR นั้นจริง ๆ แล้วมาจากคำว่า Big Falcon Rocket แต่ถูกพูดเล่นให้กลายเป็นคำว่า Big Fucking Rocket หรือ “จรวดใหญ่เหี้ย ๆ” นั่นเอง สำหรับ BFR นั้นมีการพูดถึงมันมาตั้งแต่ช่วงที่ SpaceX กำลังทดสอบจรวด Falcon 9 ได้มีข่าวว่า SpaceX กำลังออกแบบระบบการขนส่งที่ใช้จรวดขนาดใหญ่กว่า Falcon 9 และ Falcon Heavy อยู่ ซึ่งแผนนั้นก็ค่อย ๆ เป็นรูปเป็นร่างขึ้นมาตามลำดับ

จุดคนได้มากพอกับเครื่องบินโดยสาร

ปัจจุบันยานอวกาศที่ใหญ่ที่สุดที่เราเคยสร้างขึ้นมาก็คือกระสวยอวกาศ ที่มีพื้นที่มากที่สุดแล้วเมื่อเทียบกับยานรุ่นอื่น ๆ อย่างไรก็ตามมันได้ถูกปลดประจำการไปในปี 2011 ทำให้ตอนนี้เราเหลือเพียงแค่ยานอวกาศในรูปแบบ “แคปซูล” ซึ่งจุคนได้ไม่เกิน 3 คน แม้ว่า SpaceX กำลังทำการทดสอบยาน Dragon 2 ที่ถูกออกแบบมาให้จุคนได้มากถึง 7 คน แต่มันก็ยังไม่สามารถตอบโจทย์การเดินทางเพื่อสร้างอาณานิคมบนดาวดวงอื่นได้อยู่ดี

สำหรับในด้านของตัวยานรุ่นใหม่นี้จะมีความสูง 106 เมตร ประกอบไปด้วย 2 ส่วน คือส่วน จรวดบูสเตอร์ และส่วน ตัวยาน ตัวจรวดบูสเตอร์มีเครื่องยนต์ Raptor Engine จำนวน 31 ตัว หน้าที่ของมันคือนำพายานอวกาศสูง 48 เมตร ซึ่งแน่นอนว่าเป็นยานอวกาศที่ใหญ่ที่สุดที่เคยสร้างขึ้นมาบนโลก เฉพาะแค่เชื้อเพลิงบนยานก็หนักถึง 1,100 ตันแล้ว

โครงสร้างของส่วนบนของยาน ที่มา – SpaceX

ส่วนด้านบนของจรวดคือส่วนที่ใช้ในการขนส่งและอยู่อาศัย ขนาดความจุของมันเปรียบเทียบได้ว่าใหญ่กว่าภายในเครื่องบินโดยสาร A380 ซะอีก ภายในนั้นจะมีห้องย่อยทั้งหมด 40 ห้อง (5-6 คนต่อหนึ่งห้อง) ทำให้จุคนได้เกิน 100 คน พร้อมกับพื้นที่ส่วนกลางไว้สำหรับพบปะพูดคุยและทำกิจกรรมร่วมกัน

ความอเนกประสงค์และต้นทุนที่ต่ำ

จริง ๆ แล้ววัตถุประสงค์หลักของการออกแบบ BFR เกี่ยวกับเรื่องของต้นทุนและการใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ เช่นเดียวกับแนวคิดทั่วไปของการผลิตสินค้า การลดต้นทุนที่ดีคือการลด Fragmentation ของตัว Product ซึ่ง SpaceX ก็เลือกที่จะลด Fragmentation ซึ่งก็คือรุ่นต่าง ๆ ของยานลง จากเดิมที่จะส่งคนไปยังสถานีอวกาศต้องใช้ยาน Dragon 2 หรือจะไปดาวอังคารต้องใช้ BFR รุ่นเดิมที่เปิดตัวไปเมื่อปีที่แล้ว หรือจะส่งดาวเทียมขนาดใหญ่ หรือส่งคนไปดวงจันทร์ต้องใช้จรวด Falcon Heavy สิ่งเหล่านี้ SpaceX มองว่าเป็นการไม่จำเป็น หากเราสามารถมีจรวดเพียงรุ่นเดียวที่พร้อมตอบโจทย์การทำภารกิจเหล่านี้ได้

ภาพจำลองเมื่อ BFR ทำการเชื่อมต่อกับสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งตัวมันเองนั้นมีขนาดใหญ่กว่าสถานีอวกาศซะอีก ที่มา – SpaceX
จรวด BFR ที่ไปลงจอดบนดวงจันทร์เพื่อสร้างฐานบนดวงจันทร์ ที่มา – SpaceX

นอกจากจำนวนรุ่นของยานแล้วการที่มียานแบบเดียวใช้ทุกภารกิจยังช่วยลดต้นทุนด้านการออกแบบวงโคจรและการจัดการด้วย หากยังจำกันได้เมื่อปีที่แล้ว นอกจากส่วนบนของยานที่มีคนนั่ง SpaceX ยังออกแบบสิ่งที่เรียกว่า In-orbit-refueling คือการเติมเชื้อเพลิงด้วยการส่งยานขนาดเดียวกันอีกลำ (ที่ภายในบรรทุกเชื้อเพลิงเต็มอัตรา) มาเติมเชื้อเพลิงให้กับยานโดยสารได้

สิ่งเหล่านี้ช่วยให้ SpaceX สามารถส่ง BFR ไปลงจอดบนดวงจันทร์และบินกลับมา พร้อมกับผู้โดยสารจำนวน 100 คนได้แบบสบาย ๆ ภายในการเดินทางเที่ยวเดียว ไม่จำเป็นต้องแยกส่วนยานหลาย ๆ ส่วนเพื่อทำการลงจอดเหมือนในอดีตอีกแล้ว

ก้าวสู่ดาวอังคารที่ชัดเจนยิ่งขึ้น

SpaceX เพิ่งจะยกเลิกโครงการ Red Dragon หรือการส่งยาน Dragon ไปยังดาวอังคารในปี 2018 ด้วยจรวด Falcon Heavy แต่ Elon Musk ก็บอกว่าในปี 2022 นั้น ยาน BFR รุ่นแรก ๆ จะต้องลงไปแตะยังพื้นผิวของดาวอังคารแน่นอน

การเดินทางไปยังดาวอังคารจะใช้แผนเดิมคล้ายกับโครงการ ITS ที่ SpaceX เปิดตัวไปเมื่อปีที่แล้ว ยานจำนวน 2 ลำจะถูกส่งขึ้นไปบนวงโคจรของโลก ยานสำหรับโดยสารและยานเชื้อเพลิง ยานเชื้อเพลิงจะเข้าเทียบกับยานโดยสารและส่งถ่ายเชื้อเพลิงเพื่อการทำภารกิจ จากนั้นยานโดยสารจะเดินทางจากโลกสู่ดาวอังคารโดยใช้เวลาประมาณ 3-6 เดือนขึ้นอยู่กับการออกแบบวงโคจรและระยะห่างระหว่างโลกกับดาวอังคารในขณะนั้น

จรวด BFR ขณะทำการลงจอดบนดาวอังคาร ที่มา – SpaceX

หลังจากที่เดินทางถึงดาวอังคาร มันจะลงจอดอย่างแม่นยำ โดยยาน 2 ลำแรกที่จะเดินทางไปถึงจะบรรทุกอุปกรณ์สำคัญ ๆ ที่จำเป็นต้องใช้ เช่นเครื่องกำเหนิดไฟฟ้า อุปกรณ์สำหรับดำรงชีพ อุปกรณ์สำหรับการทำเหมืองบนดาวอังคารเพื่อผลิตเชื้อเพลิงไว้สำหรับใช้ในภารกิจ Elon Musk ตั้งใจจะนำยาน 2 ลำลงจอดบนดาวอังคารในปี 2022 ซึ่ง ณ ตอนนั้น เราน่าจะมีข้อมูลเกี่ยวกับดาวอังคารมากพอสมควรแล้ว

ในปี 2024 จะมีการส่งทั้งยานขนสิ่งของและคนกลุ่มแรกจะเดินทางไปยังดาวอังคารจำนวน 4 ลำ ประกอบไปด้วยยานขนส่งสิ่งของจำนวน 2 ลำ และยานสำหรับขนส่งคนอีก 2 ลำ พวกเขาจะเข้าไปติดตั้งอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อเป็นโครงสร้างพื้นฐานให้กับภารกิจในอนาคต และสร้างฐานต่าง ๆ

ฐานบนดาวอังคารที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ที่มา – SpaceX

ท้ายที่สุดแล้วฐานบนดาวอังคารจะมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ และรองรับผู้อยู่อาศัยมากขึ้นเรื่อย ๆ พลังงานไฟฟ้าจะได้มาจากฟาร์ม Solar Arrays ขนาดใหญ่ ส่วนเชื้อเพลิงสำหรับจรวดในการบินไปกลับจะได้มาจากการใช้กระบวนการทางเคมีในการสังเคราะห์ออกซิเจนและมีเทน ซึ่งเป็นสองเชื้อเพลิงสำคัญที่เครื่องยนต์ Raptor Engine ของ BFR ต้องการ

เดินทางข้ามทวีปในไม่กี่นาที

บริการใหม่ของ SpaceX ในอนาคตที่จะใช้จรวดในการพาคนบินข้ามทวีปด้วยการเดินทางแบบโปรเจคไทล์ คล้ายกับขีปนาวุธข้ามทวีป แต่เปลี่ยนจากหัวรบนิวเคลียร์เป็นยาน BFR สำหรับคนนั่งแทน ทำให้ SpaceX สามารถพาคนจำนวนมากเท่ากับความจุขอเครื่องบินโดยสารที่ใหญ่ที่สุดในโลกไปยังเป้าหมายได้ในเวลาไม่กี่นาทีเท่านั้น

บริการบินไปกับจรวดของ SpaceX นี้จะขึ้นบินและลงจอดจากฐานปล่อยกลางน้ำ ที่มา – SpaceX

ทำให้เราสามารถเดินทางจากกรุงเทพไปยังมหานครดูไบได้ในเวลาเพียงแค่ 27 นาที ตามที่ SpaceX บอกไว้ (ไม่ว่าจะไปเพื่อตามหาใครก็ตาม) ผู้เขียนได้รับคำถามมาว่าผู้โดยสารจะสามารถทนกับแรง G ได้หรือไม่หากใช้จรวดในการเดินทางเช่นนี้ ซึ่งตรงนี้ผู้เขียนวิเคราะห์ว่าในการเดินทางแบบ Ballistic Trajactory นั้น จรวดพุ่งขึ้นจากพื้นด้วยมุมตั้งฉากกับพื้นเพียงแค่ไม่กี่วินาทีเท่านั้น (และด้วยอัตราเร็วที่ไม่สูงมาก) จากนั้นจรวดจะต้องทำการเอียงเพื่อปรับจุดตกไปยังเป้าหมาย ในตอนนี้อัตราเร็วในแนวแกน X ก็จะมากขึ้น ดังนั้นอัตราเร็วจริง ๆ ของมันอาจจะเพิ่มขึ้น (บินเร็วขึ้นเรื่อย ๆ) แต่อัตราเร็วในแนวแกน Y ที่เป็นทิศต้านแรงโน้มถ่วงก็จะลดลงจนเหลือ 0 (ที่จุดสูงสุดของพาราโบล่า) ณ จุดนั้นผู้โดยสารจะรู้สึกได้ถึงภาวะไร้น้ำหนัก จากนั้นอัตราเร็วในแนวแกน X จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และลดลงไป พร้อมกับอัตราเร็วในแนวแกน Y ที่เพิ่มขึ้นในทางตรงกันข้าม (สภาวะไร้น้ำหนักจะยังคงมีต่อไปเนื่องจากยานตกกลับลงสู่โลก) และเมื่อความเร่งที่ตกกลับมาถึงก้าวพ้น ณ จุด 9.8 เมตร/วินาทียกกำลังสอง แล้วนั้นเราจะเริ่มกลับมารู้สึกถึงน้ำหนักอีกครั้ง และค่อย ๆ หนักขึ้นเรื่อย ๆ ในขณะที่ยานจุดจรวดเพื่อลงจอดบนฐานลอยน้ำ

เดินทางจากไหนไปไหนก็ได้ในโลกภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมง ทีมา – SpaceX

ทั้งนี้ก็ต้องรอดูกันต่อไปว่า SpaceX จะออกแบบห้องโดยสารอย่างไรให้ปลอดภัยกับผู้โดยสาร ซึ่งแน่นอนว่าการเดินทางข้ามทวีปด้วยจรวดควรจะสามารถเข้าถึงได้ทุกคน เช่นเดียวกับการโดยสารด้วยเครื่องบิน

อะไรคือความชัดเจนของโครงการ

จากประสบการณ์ของผู้เขียนที่ติดตามการพัฒนาของ SpaceX มาเป็นเวลานานพอสมควรนั้น SpaceX เป็นบริษัทที่มีการเปลี่ยนแผนการต่าง ๆ อยู่บ่อยครั้ง อารมณ์เหมือนลูกค้าที่แก้งานแล้วแก้งานอีก และรื้อ Project อยู่หลายครั้ง ซึ่งก็อาจจะเป็นเรื่องปกติ แต่แปลกตรงที่ว่า SpaceX เลือกที่จะประกาศแผนการต่าง ๆ ทั้งที่ยังไม่ final เป็นแผนที่แท้จริงออกมา สังเกตง่าย ๆ เลยก็คือเวลาเพิ่งผ่านไปได้ 1 ปี แต่สิ่งที่ SpaceX บอกนั้นแตกต่างจากที่พูดเมื่อปีที่แล้วมากพอสมควร

เราได้เห็นเหตุการแบบนี้ตั้งแต่การเลื่อนการส่งยาน Dragon 2 เลื่อนการปล่อยจรวด Falcon Heavy (ที่ Elon Musk บอกว่ามันไม่เหมือนที่คิดไว้ว่าตอนแรกจะง่าย) หรือแม้กระทั่งสิ่งที่สื่อต่างประเทศเฝ้ามอง คือโครงการ Red Dragon ที่จะส่งยาน Dragon 2 ไปยังดาวอังคารด้วย Falcon Heavy ในปี 2018 แต่ก็เพิ่งถูกยกเลิกเมื่อไม่กี่เดือนที่ผ่านมา

ในมุมมองของผู้เขียน SpaceX เป็นบริษัทที่เก่งและน่ายกย่องมาก แต่ยังคงรีบร้อนด้านการประกาศแผนการโดยยังไม่คำนึงถึงความเป็นไปได้และความเป็นจริงเท่าไหร่ แต่เมื่อ SpaceX ประสบความสำเร็จตามที่หวังแล้วการพัฒนาต่อไปจะค่อนข้างก้าวกระโดด เหมือนกับที่ SpaceX สามารถลงจอดจรวดได้ภายในเวลา 4 ปีหลังจากทดสอบครั้งแรก

ทั้งนี้เราก็คงต้องติดตามกันต่อไป แต่ก็ไม่อยากให้คาดหวังมากว่าการพัฒนาจะเป็นไปตาม timeline ที่ทาง SpaceX วางไว้เป๊ะ ๆ เพราะ SpaceX น้อยครั้งที่จะทำอะไรได้ตาม timeline ที่แท้จริง แต่พอทำอะไรได้แล้วก็จะพัฒนาไปได้อย่างรวดเร็ว (ผู้เขียนอยากศึกษา Development Cycle ของ SpaceX มาก) แต่ก็แน่นอนว่าในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เราจะได้เห็น SpaceX สร้างความเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่สำหรับวงการอวกาศและการใช้ชีวิตของมนุษยชาติเป็นแน่

 

อ้างอิง

SpaceX – BRF Earth to Earth

SpaceX – Making Life Multiplanetary

 





Read More

บทความอื่น ๆ ที่ควรอ่านต่อ



เรื่องราวน่าสนใจ

อัพเดทเรื่องราว ข่าว และบทวิเคราะห์เจาะลึก