จากเหตุการณ์ความล้มเหลวของจรวด H3 เที่ยวบินที่ 8 หรือ Flight 8 ที่ส่งขึ้นไปจากศูนย์อวกาศ Tanegashima Space Center เมื่อช่วงปลายปีที่ผ่านมา ซึ่งในตอนแรกหลายฝ่ายคาดว่าจรวดท่อนที่สองเกิดปัญหาเรื่องความดัน และไม่สามารถจุดเครื่องยนต์ซ้ำได้ตามแผน จนทำให้ดาวเทียมนำทาง Michibiki 5 หรือ QZSS ต้องสูญหายไป ล่าสุดทาง JAXA ได้ออกมารายงานความคืบหน้าการสืบสวน Status of the Investigation into the Cause of the H3 Rocket Flight 8 Launch Failure ที่ทำเอาทุกคนต้องร้อง ห้ะ ออกมาดัง ๆ เพราะสาเหตุที่แท้จริงไม่ใช่แค่เรื่องวาล์วหรือเครื่องยนต์อย่างที่สเปกกันไว้ในตอนแรก แต่มันคือการที่ตัวดาวเทียมหักหลุดออกจากตัวจรวดตั้งแต่ช่วงที่กำลังไต่ระดับขึ้นสู่อวกาศเลยทีเดียว งงมาก
เพื่อให้เห็นภาพชัดเจน เราต้องมาทำความรู้จักกับโครงสร้างของจรวดส่วนบนกันก่อน โดยปกติแล้วดาวเทียมจะถูกยึดติดกับโครงสร้างรูปกรวยที่เรียกว่า Payload Attach Fitting หรือ PAF ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลางเชื่อมระหว่างดาวเทียมกับ Payload Support Structure หรือ PSS ซึ่งเป็นฐานรองรับอีกชั้นหนึ่งที่วางอยู่บนยอดของถัง Liquid Hydrogen หรือไฮโดรเจนเหลวของจรวดท่อนที่สองอีกทีหนึ่ง
ไล่เรียงลำดับเหตุการณ์เมื่อดาวเทียมหล่นออกจากตัวจรวด
โดยจากผลการศึกษาได้ไล่เรียงลำดับเหตุการณ์ของสิ่งที่เกิดขึ้นจริง โดยเก็บรวมรวมข้อมูลผ่านกล้องและตัวเซนเซอร์ต่าง ๆ ทั้งบนตัวจรวดและดาวเทียม เหตุการณ์หายนะครั้งนี้สามารถไล่เรียงตาม Event Timeline ได้ดังนี้
ช่วงเวลา 282 วินาที หลังการปล่อย (ซึ่งตรงกับการแยกตัวของ Fairing) นี่คือจุดเริ่มต้นของทุกอย่าง เมื่อจรวดไต่ระดับถึงความสูงที่ชั้นบรรยากาศเบาบางลง Payload Fairing หรือฝาครอบดาวเทียมจะถูกสลัดออกเพื่อลดน้ำหนัก แต่ในวินาทีนั้นเอง เซนเซอร์ Accelerometer หรือเครื่องวัดความเร่งตรวจพบแรงสั่นสะเทือนมหาศาลที่ผิดปกติ ข้อมูลจากภาพถ่าย Onboard Camera ยืนยันว่าโครงสร้าง PAF เกิดการ Buckling หรือการโก่งงอลงมา ทำให้ดาวเทียม Michibiki 5 ที่มีน้ำหนักมหาศาลหักพับลงมาจากแกนกลางและเอียงไปพิงกับโครงสร้างข้าง ๆ
ช่วงเวลา 282 ถึง 304 วินาทีหลังการปล่อยเป็นช่วงที่ทุกอย่างค่อย ๆ ฉิบหาย ในขณะที่ดาวเทียมเอียงลงมา มันได้ร่วงลงไปกระแทกกับส่วนบนของถัง Liquid Hydrogen เข้าอย่างจัง แรงกระแทกนี้ไม่ได้ทำให้ถังระเบิดในทันที แต่มันไปทำลาย Helium Line หรือท่อก๊าซฮีเลียมที่ทำหน้าที่รักษาความดันภายในถังเชื้อเพลิง ส่งผลให้ก๊าซฮีเลียมรั่วไหลออกสู่ภายนอกอย่างรวดเร็ว ข้อมูลจากเซนเซอร์ความร้อนตรวจพบอุณหภูมิพุ่งสูงขึ้นรอบ ๆ ถัง ซึ่งเป็นสัญญาณของการรั่วไหล
ความน่าสนใจในช่วงนี้คือ แม้ดาวเทียมจะ “หัก” ออกจากฐานแล้ว แต่มันยังไม่ลอยหายไปไหน เพราะเครื่องยนต์ LE-9 ของจรวดท่อนแรกยังคงทำงานอยู่ แรงเร่งมหาศาลจากการเผาไหม้ช่วยกดให้ดาวเทียมที่หักแล้วยังคงวาง “แปะ” อยู่บนยอดจรวดได้ด้วยแรงเฉื่อย เหมือนเราวางของไว้บนหลังคารถที่กำลังเร่งเครื่องนั่นเอง
ช่วงเวลา 311 วินาทีหลังการปล่อย (ซึ่งนับได้ว่าเป็นจุดแยกทางที่แท้จริง) ทันทีที่เครื่องยนต์ท่อนแรกดับลง (MECO) และเกิดกระบวนการ Stage Separation แรงกดจากความเร่งก็หายไป ในวินาทีนี้เองที่ดาวเทียม Michibiki 5 ที่ไม่ได้ถูกยึดไว้กับอะไรเลย ได้ลอยหลุดออกจากจรวดท่อนที่สองไปในอวกาศแบบดื้อ ๆ ทิ้งให้จรวดท่อนที่สองกลายเป็น “ยานร้าง” ที่บินไปตัวเปล่าโดยไม่มี Payload อยู่บนนั้นแล้ว ซึ่งในภาพจากกล้องบนตัวจรวดเราะจะเห็นชัดเจนว่าตัวจรวดบินไปแล้ว ปล่อยให้ดาวเทียมตกกลับสู่โลก
ช่วงเวลาสุดท้าย เมื่อจรวดท่อนที่สองพยายามจุดระเบิดเครื่องยนต์ LE-5B-3 มันพบว่าแรงดันในถัง Liquid Hydrogen ต่ำเกินกว่าจะทำงานได้เนื่องจากการรั่วไหลก่อนหน้านี้ ระบบคอมพิวเตอร์จึงสั่ง Automatic Shutdown เพื่อความปลอดภัย และวิถีการโคจรที่ผิดปกติก็ยืนยันว่ามวลของจรวดเบากว่าที่ควรจะเป็นมาก เพราะดาวเทียมได้แยกทางกันไปนานแล้ว
หลักฐานยืนยันเรื่องนี้ชัดเจนมากจากการสังเกตการณ์วิถีการตกสู่โลก เพราะถ้าดาวเทียมยังติดอยู่กับจรวด มวลที่มากกว่าจะทำให้มันโคจรได้นานกว่านี้ แต่กลายเป็นว่าชิ้นส่วนร่วงกลับสู่ชั้นบรรยากาศเร็วกว่ากำหนด เหตุการณ์นี้จึงเป็นบทเรียนราคาแพงในเชิง Structural Engineering หรือวิศวกรรมโครงสร้าง ว่าความแข็งแรงของจุดเชื่อมต่อขนาดเล็ก ๆ นั้นสำคัญไม่แพ้ระบบขับเคลื่อนเลย และความล้มเหลวครั้งนี้ก็แสดงให้เห็นว่าอวกาศยังคงเป็นพื้นที่ที่พร้อมจะมอบบทเรียนที่คาดไม่ถึงให้มนุษยชาติได้เสมอ
เมื่อญี่ปุ่นต้องเผชิญกับความล้วมเหลวของจรวดที่เป็นความหวัง
ถ้ามอง H3 แค่ในฐานะจรวดหนึ่งลำ การล้มเหลวของ Flight 8 อาจถูกมองว่าเป็นอีกหนึ่ง Launch Failure ที่เกิดขึ้นได้ในอุตสาหกรรมอวกาศ แต่ในความเป็นจริง H3 ไม่เคยเป็นแค่จรวดธรรมดา ตั้งแต่วันแรกมันถูกออกแบบให้เป็น สัญลักษณ์ของยุทธศาสตร์อวกาศญี่ปุ่นทั้งระบบ และนั่นคือเหตุผลที่ความผิดพลาดครั้งนี้เจ็บกว่าที่ตัวเลขสถิติจะอธิบายได้
H3 เกิดขึ้นบนฉากหลังของความกังวลเชิงโครงสร้าง ญี่ปุ่นรู้ดีว่าจรวดรุ่นเก่า H-II ประสบความสำเร็จมาก แต่แพงและไม่ตอบโจทย์โลกใหม่ ที่การแข่งขันด้าน Cost และ Commercial Launch รุนแรงขึ้นเรื่อย ๆ SpaceX ไม่ได้แค่ปล่อยจรวดถูกกว่า แต่เปลี่ยนตลาดให้กับลูกค้าทั้งโลก เป้าหมายของญี่ปุ่นคือการวางให้ H3 นั้นเป็น ลดต้นทุนการปล่อยลงอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้ญี่ปุ่นยังคงมีจรวดสำหรับใช้งาน ได้จริงในระยะยาว เป็น Backbone สำหรับทั้งภารกิจรัฐ ความมั่นคง ดาวเทียมนำทาง เช่น Michibiki และที่สำคัญ คือพิสูจน์ว่า ญี่ปุ่นยังที่เชื่อถือได้ ในเวทีโลก
ในรายงานฉบับนี้ JAXA เลือกจะโฟกัสที่เหตุการณ์ต้นทางอย่าง Payload Fairing Separation และ Payload Mounting Structure เป็นหลัก พร้อมย้ำว่าจะต้องใช้ทั้งการจำลองเหตุการณ์ การทดสอบซ้ำ นัยยะสำคัญของท่าทีนี้คือ ญี่ปุ่นกำลังส่งสัญญาณว่า จะไม่เร่งกลับมาบินเพื่อรักษาหน้า แต่เลือกเดิมพันกับความเชื่อมั่นระยะยาวของระบบอวกาศทั้งประเทศมากกว่า แต่ในขณะเดียวกันก็เผยให้เห็นแรงตึงระหว่างความจำเป็นในการแข่งขันเชิงพาณิชย์อย่างมากด้วยเช่นกัน
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
