สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ชุมนุมจรวดยักษ์

ชุมนุมจรวดยักษ์

29 สิงหาคม 2565 โดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 6 กันยายน 2565
ในทางวิศกรรมการบินอวกาศ ได้แบ่งจรวดออกเป็นชั้นต่าง ๆ โดยจำแนกจากระวางบรรทุกสูงสุดที่วงโคจรใกล้โลก หมายความว่าวัดกันที่น้ำหนักของสิ่งของสูงที่สุดเท่าที่จรวดจะสามารถนำขึ้นไปโคจรรอบโลกได้นั่นเอง โดยมีเกณฑ์ในการแบ่งดังนี้

จรวดที่มีระวางบรรทุกไม่เกิน 2,000 กิโลกรัม จัดอยู่ในชั้น จรวดบรรทุกเบา (small-lift launch vehicle)
จรวดที่มีระวางบรรทุก 2,000 กิโลกรัม-20 ตัน จัดอยู่ในชั้น จรวดบรรทุกปานกลาง (medium-lift launch vehicle)
จรวดที่มีระวางบรรทุก 20-50 ตัน จัดอยู่ในชั้น จรวดบรรทุกหนัก (heavy-lift launch vehicle)
จรวดที่มีระวางบรรทุกสูงกว่า 50 ตันขึ้นไป จัดอยู่ในชั้น จรวดบรรทุกหนักมาก (super heavy-lift launch vehicle)

จรวดที่มีการสร้างกันมาจะอยู่ในชั้นล่างถึงชั้นกลางเสียส่วนใหญ่ มีเพียงหยิบมือเท่านั้นที่อยู่ในชั้นบรรทุกหนักหรือหนักมาก จรวดในชั้นบรรทุกหนักหรือหนักมากส่วนใหญ่เกิดขึ้นในยุคทศวรรษ 1960-1970 ซึ่งขณะนั้นอยู่ในช่วงของการทำสงครามชิงดวงจันทร์ จึงมีจรวดจอมพลังออกมาหลายรุ่น แต่ต่อมาเมื่อการแข่งขันชิงดวงจันทร์สิ้นสุดลง จรวดรุ่นใหญ่จึงไม่มีความจำเป็นอีกต่อไป จรวดรุ่นต่อมาจึงมีขนาดเล็กลง

แต่ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ความจำเป็นในการสร้างจรวดรุ่นใหญ่เริ่มกลับมาอีกครั้ง จึงเริ่มมีจรวดจอมพลังหลายรุ่นทยอยออกมาอวดโฉมกัน ลองมาดูกันว่า จรวดรุ่นยักษ์ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันและรวมไปถึงอนาคตอันใกล้มีรุ่นใดกันบ้าง

จอมพลังในอดีต


แซตเทิร์น 5


แซตเทิร์น  

จอมพลังแห่งห้วงอวกาศตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน ต้องยกให้จรวดแซตเทิร์น ซึ่งเคยนำมนุษย์ไปเหยียบดวงจันทร์ในโครงการอะพอลโล มีความสูงตระหง่านฟ้าถึง 110 เมตร และเส้นผ่านศูนย์กลาง 10.1 เมตร ให้ระวางบรรทุกสูงถึง 140 ตัน มีประวัติการทำงานดีเยี่ยม ในการปล่อยจำนวน 13 ครั้ง ประสบความสำเร็จอย่างงดงาม 12 ครั้ง มีเพียงแค่ครั้งเดียวที่มีเหตุขัดข้องคือในภารกิจอะพอลโล 6

เอเนอร์เกีย


เอเนอร์เกีย และ บูรัน 

ยักษ์ใหญ่จากโซเวียตรุ่นนี้ ถูกใช้เป็นจรวดส่งในโครงการ “บูรัน” ซึ่งดูเผิน ๆ ก็เกือบเหมือนกระสวยอวกาศของฝั่งนาซา จนถูกกล่าวหาว่าลอกมา (ซึ่งก็เป็นความจริง) แต่เอเนอร์เกียมีการออกแบบภายในที่ต่างไปจากกระสวยอวกาศมาก และในบางแง่มุมอาจกล่าวได้ว่าเอเนอร์เกียทำได้ดีกว่ากระสวยอวกาศ โดยเฉพาะการเอาเครื่องยนต์หลักมาไว้ที่จรวดลำกลางแทนที่จะไปติดกับส่วนโคจร ทำให้เอเนอร์เกียมีระวางบรรทุกมากกว่า และยังนำขึ้นบินโดยไม่ต้องมียานโคจร ยิ่งกว่านั้น เอเนอร์เกียยังใช้เครื่องยนต์เชื้อเพลิงเหลวทั้งหมด ไม่มีเชื้อเพลิงแข็ง จึงควบคุมได้และปลอดภัยกว่าเครื่องยนต์เชื้อเพลิงแข็ง เมื่อไม่มียานโคจร เอเนอร์เกียจะมีระวางบรรทุก 100 ตัน จรวดรุ่นนี้เคยปฏิบัติงานสองครั้ง และทำงานได้อย่างดีเยี่ยมทั้งสองครั้ง น่าเสียดายที่การล่มสลายของสหภาพโซเวียตทำให้จรวดรุ่นนี้รวมถึงโครงการบูรันต้องยุติไปตั้งแต่บัดนั้น

เอ็น 1


เอ็น 

จรวดเอ็น เป็นจรวดรุ่นยักษ์ทรงหน่อไม้จากฝั่งโซเวียตที่หมายจะนำมาเทียบกับจรวดแซตเทิร์น ของอเมริกาในการทำศึกชิงดวงจันทร์ มีขนาดพอฟัดพอเหวี่ยงกันด้วยความสูง 105 เมตร ความกว้างที่ฐาน 17 เมตร แต่จรวดรุ่นนี้ก็ต้องกลายเป็นยาขมของโซเวียต เพราะไม่เคยขึ้นไปถึงวงโคจรเลย ในการปล่อยจรวดสี่ครั้ง ประสบความล้มเหลวทั้งสี่ครั้ง จนทำให้โครงการส่งมนุษย์ไปดวงจันทร์ของโซเวียตต้องล้มไม่เป็นท่า

จอมพลังรุ่นใหม่


ฟัลคอนเฮฟวี


ฟัลคอนเฮฟวี 

จรวดฟัลคอนเฮฟวีเผยโฉมครั้งแรกเมื่อต้นปี 2561 ในการทดสอบการบินครั้งแรกด้วยการนำรถเทสลาขึ้นไปเที่ยวอวกาศถึงวงโคจรดาวอังคาร โครงสร้างชองฟัลคอนเฮฟวีคือใช้จรวดฟัลคอน สามลำมายึดติดกันเป็นแพ ทำให้มีระวางบรรทุกสูงถึง 63 ตัน และสิ่งที่เป็นนวัตกรรมของวงการขนส่งอวกาศรุ่นใหญ่ก็คือ จรวดรุ่นนี้เป็นจรวดใช้ซ้ำเกือบทั้งหมด จรวดแต่ละท่อนหลังจากนำขึ้นไปจนเชื้อเพลิงใกล้หมดแล้ว ก็จะปลดตัวเองแลัวตีลังกาพาตัวเองกลับมาตั้งที่ฐานจอดเพื่อเตรียมพร้อมนำไปใช้งานอีกครั้ง แม้แต่ฝาประกับหัวจรวดก็ยังนำกลับมาใช้ซ้ำ มีเพียงจรวดตอนสองเท่านั้นที่จะต้องทิ้งไปในแต่ละเที่ยวบิน ทำให้ต้นทุนการขนส่งของฟัลคอนเฮฟวีต่ำมาก

ซูเปอร์เฮฟวี-สตาร์ชิป


จรวดซูเปอร์เฮฟวี (ท่อนล่าง) และสตาร์ชิป (ท่อนบน) 

ซูเปอร์เฮฟวี-สตาร์ชิป หรือชื่อเดิมคือ บิกฟัลคอน พัฒนาโดยสเปซเอกซ์ นับว่าเป็นผู้ที่จะมาสานฝันของการเดินทางสู่ดาวอังคารของอีลอน มัสก์ให้เป็นความจริง เพราะศักยภาพของจรวดลำนี้คือ สามารถขนส่งมนุษย์และสัมภาระอื่น ๆ ได้คราวละมาก ๆ และไปได้ไกลถึงดาวอังคาร นอกจากนี้สเปซเอกซ์ยังมีแผนที่จะให้จรวดซูเปอร์เฮฟวี-สตาร์ชิปเป็นพาหนะในการเดินทางระหว่างเมืองต่าง ๆ บนโลกได้ ซึ่งจะทำให้การเดินทางไปที่ต่าง ๆ บนโลกได้ภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมง เป็นจรวดใช้ซ้ำโดยสมบูรณ์ ในการบินแต่ละเที่ยวแทบไม่มีสิ่งใดต้องเปลี่ยนใหม่นอกจากเติมเชื้อเพลิง นี่ทำให้ซูเปอร์เฮฟวี-สตาร์ชิปมีต้นทุนการปล่อยจรวดแต่ละรอบต่ำมากอย่างเหลือเชื่อ
ตัวจรวดซูเปอร์เฮฟวี-สตาร์ชิปมีเส้นผ่านศูนย์กลาง เมตร สูง 118 เมตร มีสองตอน ใช้มีเทนเหลวเป็นเชื้อเพลิง มีระวางบรรทุกสู่วงโคจรระดับต่ำ 100 ตัน 

เอสแอลเอส



จอมพลังจากยักษ์ใหญ่องค์การนาซา มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8.2 เมตร และสูง 111.25 เมตร ให้ระวางบรรทุกสู่วงโคจรระดับต่ำสูงถึง 130 ตัน ใช้แนวคิดที่พัฒนาต่อจากกระสวยอวกาศ แต่ไม่มียานโคจรเช่นในกระสวยอวกาศ สัมภาระทั้งหมดติดอยู่ที่ปลายจรวดตามแบบระบบขนส่งดั้งเดิม จรวดส่งสองลำใช้เชื้อเพลิงแข็ง จรวดตอนที่สองใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง จรวดเอสแอลเอสมีกำหนดทดสอบบินครั้งแรกในภารกิจอาร์เทมิส 1 ในวันที่ 29 สิงหาคม 2565

ลองมาร์ช 9



ความทะเยอทะยานในการเป็นมหาอำนาจทางอวกาศของจีนไม่เป็นรองใคร จึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่จีนก็สนใจจะร่วมสโมสรจรวดยักษ์นี้ด้วย เมื่อไม่นานมานี้จีนได้เปิดเผยถึงแผนที่จะสร้างจรวดลองมาร์ช ซึ่งอ้างว่าจะให้ระวางบรรทุกสู่วงโคจรระดับต่ำสูงถึง 140 ตัน จรวดลำแกนมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 เมตร คาดว่าลองมาร์ช จะพร้อมขึ้นบินครั้งแรกในปี 2573 

หมายเหตุ
บทความนี้ตัดตอนและดัดแปลงมาจากบทความเรื่อง "ฟัลคอนเฮฟวี จอมพลังยุคใหม่ผู้พลิกโฉมการบินอวกาศที่ตีพิมพ์ในวารสารทางช้างเผือก ฉบับ เมษายน-มิถุนายน 2561