จากการประกาศ Vast Unveils a Large Docking Adaptor Standard เห็นได้เลยว่าในการพัฒนาสถาปัตยกรรมของสถานีอวกาศของ Vast บริษัทอวกาศเอกชนที่มุ่งเน้นผลิกโฉมการทำกิจกรรมบนอวกาศโดยมนุษย์ นอกจากจะมีการออกแบบพื้นที่ใช้สอยภายในตัวพื้นที่ Pressurized ให้มีความทันสมัยเพื่อรองรับการทำภารกิจในอวกาศทั้งในเชิงวิทยาศาสตร์และเพื่อการท่องเที่ยวจากทั้งรัฐและเอกชนแล้ว ทางบริษัทเองยังไดัเล็งเห็นถึงความสำคัญในการพัฒนาระบบเชื่อมต่อระหว่างยานอวกาศและโมดูลสถานีอวกาศรูปแบบใหม่ที่ระบบการเชื่อมต่อแบบเดิมที่มีอยู่อาจไม่เพียงพออีกต่อไปจากแนวโน้ม Human Spaceflight ที่กำลังจะเกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้
จริง ๆ แล้วมันก็ไม่ได้เป็นของใหม่ร้อยเปอร์เซนต์ เห็น ๆ กันอยู่ว่ามองยังไงมันก็คือ International Docking System Standard ที่ใช้บนสถานีอวกาศนานาชาติแต่ปรับให้มีขนาดที่ใหญ่ขึ้น (ฮา) แต่มันก็ไม่ใช่แค่การขยายขนาด เพิ่มพื้นที่ใช้สอย การเคลื่อนย้ายสิ่งของที่ใหญ่ขึ้นระหว่างโมดูลแล้วจบ เพราะมันยังพอมีข้อดีที่มากพอที่อาจสามารถผลักดันมาตรฐานการสร้าง Docking adaptor เพื่อขยายขีดความสามารถในการปฏิบัติภารกิจในอวกาศได้ในไม่ช้า
ย้อนกลับไปเรื่อง การเทียบและเชื่อมต่อยาน รู้จักมาตรฐาน Docking Port ในปัจจุบัน จะเห็นได้ว่าฝั่งของสหรัฐฯ ในยุคหลังมีการใช้ระบบการเชื่อมต่อยานอวกาศและโมดูลด้วยกันสองแบบหลัก ๆ คือ International Docking System Standard และ Common Berthing Mechanism โดยเอาแบบง่าย ๆ ระบบเชื่อมต่อแบบ IDSS คือระบบที่ออกแบบมาเพื่อวัตถุประสงค์การเชื่อมต่อยานอวกาศกับตัวสถานีที่ต้องเข้าเทียบและและออกจากท่าเทียบบ่อย ๆ แบบพวกยาน Dragon 2 ของ SpaceX ยาน Starliner ของ Boeing และยานเติมเสบียง Cygnus ของ Northrop Grumman มันเป็นกลไกการเชื่อมต่อที่ถูกออกแบบมาให้เป็น Androgynous หรือก็คือตัวมันเป็นได้ทั้งตัวผู้และตัวเมีย ซึ่งมันมีการเชื่อมต่อสองจังหวะแบบ Soft capture ในขั้นตอนนี้จะมี Damper ที่เป็นเหมือนโช้คอัพรถไว้ซับแรงปะทะระหว่างวัตถุสองชิ้นที่เข้าเชื่อมต่อกัน ก่อนที่ที่จะเริ่มล็อค Latch ตัวเชื่อมต่อแล้วหดตัววงแหวน Soft capture เพื่อล็อคด้วยน็อคอีกในจังหวะการเชื่อมต่อที่สองที่เรียกกันว่า Hard Capture แต่อย่างไรก็ตามหนึ่งในข้อจำกัดของระบบนี้คือช่องที่นักบินอวกาศสามารถมุดผ่านได้มีเส้นผ่านศูนย์กลางแค่ 0.8 เมตร
ในขณะระบบเทียบท่าแบบ CBM จะเป็นกลไกที่ถูกออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อโมดูลสถานีอวกาศหรืออะไรที่ต้องอยู่ติดกันนาน ๆ เข้าด้วยกัน แต่ก็มักถูกพลิกแพลงอยู่บ้างอย่างการใช้เป็นกลไกการเทียบยานของ Dragon รุ่นแรกและ Nanoracks Bishop Airlock หรือก็คืออุปกรณ์ที่ใช้ทิ้งขยะอวกาศและใช้ส่ง CubeSat ซึ่งก็จำเป็นต้องใช้แขน Canadarm ลากไปมาในอวกาศเพื่อดึงเข้าออกจุดเชื่อมต่อ และมันมีความกว้างของช่องสำหรับมุดผ่านที่กว้างถึง 1.8 เมตร แต่อย่างไรก็ตามระบบเชื่อมต่อนี้จำเป็นต้องมีจุดเชื่อมต่อแบบตัวผู้และตัวเมียคู่กัน ดังนั้นเวลาออกแบบโมดูล จำเป็นคิดให้ดีว่าจะเอาตรงไหนต่อกับตรงไหน เพราะมันไม่เหมือน IDSS ที่กลไกเชื่อมต่อเป็นได้ทั้งแบบตัวผู้และตัวเมียในตัวเดียวกัน แถมตัวมันเองก็ไม่ได้มีระบบเชื่อมต่อแบบ Soft/hard capture ทำให้จำเป็นต้องพึ่งพาแขนกล Canadarm ที่มีสามารถนำโมดูลเข้าประกอบกันได้อย่างนุ่มนวล
Large Docking Adaptor ของ Vast คือการนำคุณของกลไกทั้งสองแบบมารวมเข้าด้วยกัน
อย่างแรกเลย จริง ๆ แล้วกลไกการเทียบท่าและเชื่อมต่อกันในอวกาศนั้นไม่ได้มีแค่สองแบบตามที่กล่าวมาและมันมีมาตรฐานที่เยอะเกินไปมาก ๆ ด้วย แต่ก็เป็นเรื่องที่เข้าใจได้ เพราะ Timeline ของการก่อสร้าง ISS มันเริ่มในยุคที่ยานอวกาศที่ใช้มันมีแค่ไม่กี่แบบ และมันก็มีข้อจำกัดมาก ๆ ในการสร้างชิ้นส่วนสถานีอวกาศ ทำให้จำเป็นต้องมีการพัฒนาระบบเชื่อมต่อควบคู่กันไปด้วยที่สุดท้ายก็ใช้ด้วยกันไม่ได้ซักอย่างจึงต้องมีหัวแปลงกลไกการเชื่อมต่อในยุคต่อมา
ถ้าลองสังเกต Feature ของ LDA ของ Vast ดี ๆ จะรู้ได้เลยว่ามันก็เหมือนกับที่กล่าวไปข้างต้นคือมันคล้ายกับ IDSS แต่ขยายขนาด แน่นอนว่ามันมีกลไกการเชื่อมต่อสองจังหวะแบบ Soft/hard capture แต่พื้นที่ที่คนสามารถมุดผ่านได้มันกว้างกว่ามาก ๆ จาก 0.8 เมตรกลายเป็น 2.9 เมตรซึ่งใหญ่กว่า CBM เสียออก แน่นอนว่ายังไงมันก็ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานกับโมดูลสถานีอวกาศด้วยกันเป็นหลัก แต่เนื่องด้วยความเรียบง่ายของแนวคิดขยาย IDSS นี้ ทำให้มันสามารถเพิ่มจำนวนของโมดูลเพื่อขยายขนาดสถานีได้ง่ายมาก ๆ เมื่อเทียบกับ CBM ที่ต้องมาคำนึงถึงกลไกแบบตัวผู้และตัวเมีย แถมไม่จำเป็นต้องหาแขนกลที่ไหนมาลากตัวโมดูลอีกด้วย
ประเด็นต่อมาคือ ในปัจจุบัน เทคโนโลยีการสร้างอุปกรณ์และสิ่งก่อสร้างในอวกาศมีแนวโน้มที่จะสามารถสร้างอะไรที่ใหญ่ขึ้นได้ จากการมาถึงจรวด Starship ของ SpaceX และการมีจรวดระดับ Heavy-lift launch vehicle ที่สามารถส่งของในราคาที่ถูกลงได้กว่าแต่ก่อน ทำให้ทาง Vast ได้มีแนวคิดที่แหวกไปจากบริษัทสร้างสถานีอวกาศภาคเอกชนแห่งอื่น ๆ อย่างการวางแผนสร้างโมดูลสถานีอวกาศที่ใหญ่ขึ้น แต่การสร้างโมดูลที่ใหญ่ขึ้นมันไม่สามารถเอาเทคโนโลยีที่มีอยู่เดิมมาใช้ได้นี่สิ
เพราะถ้าหากสถานีอวกาศมีโมดูลที่ใหญ่ขึ้น มวลเฉลี่ยต่อโมดูลหนึ่งชิ้นก็จะมากขึ้นตาม จะให้ใช้ IDSS ที่มีขนาดวงแหวนกลไกสำหรับยึดแค่ 1.2 เมตรหรือ CBM ที่มีขนาดวงแหวนกลไกยึดราว 2 เมตร มันก็เหมือนเป็นการเอา Tesla Model 3 ลากตู้ 40 ฟุต ทำให้ทางออกที่ Vast เลือกอย่างที่เห็น “ทำไมเราไม่ทำให้กลไกเชื่อมต่อใหญ่ตามสถานีไปด้วยเลยล่ะ?” เพราะพอกลไกเชื่อมต่อใหญ่ขึ้น มันจะสามารถรับแรงและความเค้นได้ดีกว่ากลไกการ Docking แบบเดิม ๆ ที่เคยมีมาตลอด 60 ปีที่มนุษย์พยายามตามหาความเป็รไปได้ของการเชื่อมต่อกันของวัตถุในอวกาศเสียอีก (Fun fact: Gemini 8 ถือเป็นภารกิจแรกที่มีการ Docking กันในอวกาศ เกิดขึ้นในปี 1966 ซึ่งปีนี้ก็ครบรอบ 60 ปีพอดี) โดย Vast เลือกที่จำทำให้วงแหวนจับยึดมีเส้นผ่านศูนย์กลางวงนอกที่ 3.65 เมตร
กลายเป็นว่าพอออกแบบให้กลไกการเชื่อมต่อมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น พื้นที่ใช้สอยที่คนสามารถมุดผ่านไปได้ที่มีมากขึ้นก็กลายเป็นผลพลอยได้ของแนวคิดนี้ ซึ่งจรวด แม้ว่ากลไกแบบ CBM ก็เพียงพอแล้วสำหรับคนมุดผ่าน แต่มันกลับอาจไม่เพียงพอในการเคลื่อนย้ายวัตถุขนาดใหญ่ไประหว่างโมดูล ซึ่งก็พอเหมาะพอดีกับแนวคิดของกิจกรรมในอวกาศยุคใหม่ที่คำนึงถึงความยืดหยุ่นและประหยัดเป็นสำคัญ ทำให้ LDA ของ Vast ก็เหมือนเป็นการตอบโจทย์ไปในตัวอีกว่าต่อไปนี้ไม่จำเป็นต้องสร้างโมดูลมี Payload Pre-built อยู่ข้างในก่อนปล่อยขึ้นอวกาศ จะเอาอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์มาติดตั้งทีหลังหรือเคลื่อนย้ายไปมาได้ง่ายแบบเฟอร์นิเจอร์ก็ทำได้ แถมยังเปิดโอกาสให้มีอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ขนาดใหญ่ขึ้นได้ด้วย
และแน่นอนว่าในตอนนี้สหรัฐฯ ก็กำลังพัฒนาจรวดที่มีขนาดที่ใหญ่ขึ้น ทั้ง Starship และ New Glenn ทำให้ยานอวกาศที่จะมาเชื่อมต่อก็สามารถใช้กลไกการเชื่อมต่อแบบ LDA ได้เช่นกัน กลายเป็นว่าทั้งตัวสถานีและตัวยานอวกาศก็สามารถใช้มาตรฐานเดียวกันได้ ไม่จำเป็นต้องเสียเวลาพัฒนากลไกการเชื่อมต่อเพิ่มหรือใช้มาตรฐานหลายแบบแบบ ISS เอาเวลาไป Proof test การเชื่อมต่อของตัวยานอวกาศก็ยิ่งดูง่ายขึ้นไปอีก มีแต่ได้กับได้
แต่ก็มีอยู่ประเด็นหนึ่งที่ทาง Vast ไม่ได้ตอบคือ แล้วยานอวกาศที่มีอยู่เดิมที่ใช้มาตรฐานการเชื่อมต่อแบบ IDSS แบบพวก Dragon หรือ HTV-X หรือแม้แต่ยาน Cygnus ที่ใช้มาตรฐาน CBM จะเข้าเทียบท่าอย่างไร แม้ว่าในตอนนี้จะยังไม่มีคำตอบ แต่ที่ผ่านมาทุก ๆ ช่วงของงานด้านอวกาศมันมักมีหัวเลี้ยวหัวต่อที่เป็นช่องว่างของจุดเปลี่ยนผ่านอยู่ปบ่อยครั้ง ทำให้วิธีแก้ที่ง่ายที่สุดก็คงไม่ต่างอะไรกับยุค ISS คือการทำหัวแปลง Adaptor เหมือนกับ International Docking Adaptor และ Puressure Mating Adaptor ของฝั่ง US Orbital Segment ที่แปลงจาก CBM เป็น IDSS ได้
อย่างไรก็ตาม กว่าจะถึงวันที่เราได้เห็นสถานีอวกาศที่ใหญ่ขนาดนั้นจะมาถึงเมื่อไหร่ ก็ยังเป็นสิ่งที่ไม่แน่ขัดแต่มันคงอีกยาวไกลแน่ ๆ และคงนานพอให้มีสถาปัตยกรรมยานอวกาศรุ่นใหม่ ๆ อย่าง Starship และยานแบบอื่น ๆ มีความ Reliable มากพอให้สามารถส่งมนุษย์ขึ้นสู่อวกาศจากบนพื้นโลกได้ ก็มารอดูว่าทางบริษัทจะประสบความสำเร็จกับสถานีอวกาศ Haven-1 หรือไม่ และมันจะดีพอให้มี Haven-2 เกิดขึ้นหรือจะดีเกินไปจนบริษัทล้มโครงการแล้วไปสร้างสถานีอวกาศที่ใหญ่กว่าเพื่อใช้ Large Docking Adaptor เลยหรือไม่ก็ต้องติดตามกันต่อไป
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
