สมาคมดาราศาสตร์ไทย

เตรียมสร้างปั๊มกลางอวกาศ

เตรียมสร้างปั๊มกลางอวกาศ

2 เม.ย. 2557
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
คุณจะทำอย่างไร เมื่อยานอวกาศของคุณเกิดเชื้อเพลิงหมดระหว่างทาง
ก็แวะปั๊มสิ
นี่ไม่ใช่เรื่องพูดกันเล่น ๆ วิศวกรจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาจูเซ็ตตส์ ณ บอสตัน ได้เสนอแนวคิดในการสร้างสถานีเชื้อเพลิงนอกโลก เพื่อการเดินทางขึ้นสู่อวกาศในอนาคตจะไม่ต้องหอบเอาเชื้อเพลิงจำนวนมากขึ้นไปด้วยดังเช่นในอดีตอีกต่อไป น้ำหนักเชื้อเพลิงที่ลดลง ย่อมหมายถึงระวางบรรทุกที่มากขึ้น เป็นประโยชน์อย่างมากในกรณีที่ต้องการบรรทุกอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ขึ้นไป
ฮอฟแมนอธิบายว่า "ไม่ว่าภารกิจนั้นจะใช้จรวดหรือเครื่องยนต์แบบไหน ก็ล้วนแต่ต้องการให้มีระวางบรรทุกให้มากที่สุดเท่าที่จะมากได้ แต่ที่ผ่านมา กำลังส่วนใหญ่ของเครื่องยนต์หมดไปกับการยกน้ำหนักของเชื้อเพลิงตัวเอง ดังนั้นหากลดน้ำหนักของเชื้อเพลิงที่ต้องขนไปจากโลกได้ ก็จะยิ่งเพิ่มระวางบรรทุกของยานขึ้นได้อย่างมาก"
แนวคิดเช่นนี้ไม่ใช่แนวคิดใหม่เสียทีเดียว ในอดีตเคยมีข้อเสนอลักษณะนี้มาแล้วหลายแบบ แต่แนวคิดที่เคยเสนอขึ้นมาล้วนแต่ใช้งบสูงมากจนไม่คุ้มค่า เช่น แนวคิดหนึ่ง เสนอให้สร้างสถานีผลิตเชื้อเพลิงขึ้นบนดวงจันทร์ แล้วมียานลำเลียงเชื้อเพลิงจากสถานีไปเติมที่สถานีจ่ายเชื้อเพลิงลอยฟ้าที่ลอยอยู่ในอวกาศ
ข้อเสนอล่าสุดจากนักวิทยาศาสตร์เอ็มไอทีที่นำโดยเจฟฟรีย์ ฮอฟแมน จากภาคการบินและการบินอวกาศมีความเป็นไปได้มากกว่า 
แนวคิดใหม่นี้เสนอให้ใช้ประโยชน์จากเชื้อเพลิงสำรองแทน ยานอวกาศเช่นยานอะพอลโลของนาซา มีเชื้อเพลิงสำรองอยู่บนยานด้วย สำหรับใช้ในกรณีฉุกเฉิน หากไม่มีเหตุฉุกเฉินก็จะทิ้งไว้บนดวงจันทร์ หรือเผาทิ้งในชั้นบรรยากาศขณะกลับสู่โลก
แทนที่จะทิ้งเชื้อเพลิงนั้นให้สูญเปล่า คณะจากเอ็มไอทีเสนอให้นำเชื้อเพลิงนั้นมาใช้ ข้อเสนอนี้มีสองแนวทาง แนวทางแรกคือ ให้มีสถานีพักเชื้อเพลิงลอยฟ้าอยู่ เมื่อยานอวกาศกลับจากเดินทางไกล แทนที่จะทิ้งถังเชื้อเพลิงสำรองที่ไม่ได้ใช้ไป ก็ให้ทิ้งไว้ที่สถานีพักเชื้อเพลิงนี้แล้วมุ่งหน้ากลับโลกไป เที่ยวบินหลังที่ขึ้นมาจากโลกก็มาแวะเพื่อนำเชื้อเพลิงสำรองนี้ไปใช้เป็นเชื้อเพลิงสำรองของภารกิจตนได้ และหากไม่มีเหตุให้ใช้อีก ก็นำมาทิ้งไว้ที่สถานีเช่นเดียวกัน
ในการเติมเชื้อเพลิง นักบินอวกาศอาจจะต้องออกภารกิจย่ำอวกาศเพื่อทำหน้าที่ต่างเด็กปั้ม หรือใช้แขนกลแบบเดียวกับแขนกลเด็กซ์เตอร์ที่ใช้งานบนสถานีอวกาศนานาชาติ แขนกลเด็กซ์เตอร์เคยปฏิบัติภารกิจเลียนแบบการเติมเชื้อเพลิงบนสถานีอวกาศนานาชาติเป็นผลสำเร็จมาแล้ว
อีกทางเลือกหนึ่งคือ ให้ยานอวกาศทุกลำที่เดินทางยังคงต้องพกเชื้อเพลิงสำรองเช่นเคย และหากไม่มีเหตุต้องใช้ ก็ให้มาทิ้งไว้ที่สถานีเชื้อเพลิงก่อนกลับสู่โลก เมื่อผ่านไปหลายภารกิจ สถานีก็จะมีเชื้อเพลิงสะสมไว้เป็นปริมาณมากพอที่จะใช้เติมให้ภารกิจที่ใหญ่กินเชื้อเพลิงมากในอนาคตได้ เช่นภารกิจสำรวจดวงจันทร์
นักวิทยาศาสตร์คณะดังกล่าวเสนอว่า ทำเลที่เหมาะสำหรับการสร้างสถานีพักเชื้อเพลิง คือ จุดลากรานจ์ ซึ่งเป็นจุดในอวกาศที่แรงดึงดูดโน้มถ่วงของโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์สมดุลกัน 
อย่างไรก็ตาม การตั้งสถานีกลางอวกาศยังมีอุปสรรคหลายอย่างที่ท้าทายความสามารถของวิศวกรอยู่ ไม่เพียงแต่การรักษาตำแหน่งสถานีไว้ที่จุดลากรานจ์ที่ไม่ใช่ของง่ายแล้ว ยังมีเรื่องของการเก็บรักษาเชื้อเพลิงอย่างไฮโดรเจนและออกซิเจนเหลว ซึ่งต้องมีระบบควบคุมอุณหภูมิที่ดี เพื่อไม่ให้ร้อนจนเหือดแห้งไปหมด 
ข้อเสนอของนักวิทยาศาสตร์จากเอ็มไอทีในครั้งนี้สอดรับกับแผนสำรวจโกลบัลเอกซ์พลอเรชันเป็นอย่างดี แผนสำรวจโกลบัลเอกซ์พลอเรชันเป็นยุทธศาสตร์ร่วมของนานาชาติ ทั้งจากองค์การอีซา องค์การนาซา และองค์การอวกาศจากประเทศต่าง ๆ ทั้งอิตาลี ฝรั่งเศส แคนาดา เยอรมนี อินเดีย ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ ยูเครน รัสเซีย และสหราชอาณาจักร เป้าหมายของแผนสำรวจนี้คือการส่งหุ่นยนต์และมนุษย์ไปสำรวจดวงจันทร์ ดาวเคราะห์น้อย และดาวอังคาร
    การตั้งสถานีเชื้อเพลิงกลางอวกาศอาจเป็นวิธีที่ดีที่จะช่วยการสำรวจอวกาศในอนาคต<br />

    การตั้งสถานีเชื้อเพลิงกลางอวกาศอาจเป็นวิธีที่ดีที่จะช่วยการสำรวจอวกาศในอนาคต
    (จาก Christine Daniloff/MIT)

    ยานอวกาศในอนาคตอาจต้องมีการแวะสถานีเชื้อเพลิงแบบนี้เพื่อทิ้งเชื้อเพลิงไว้ก่อนกลับโลก <wbr>หรือเติมเชื้อเพลิงก่อนมุ่งหน้าสู่เป้าหมายต่อไป<br />

    ยานอวกาศในอนาคตอาจต้องมีการแวะสถานีเชื้อเพลิงแบบนี้เพื่อทิ้งเชื้อเพลิงไว้ก่อนกลับโลก หรือเติมเชื้อเพลิงก่อนมุ่งหน้าสู่เป้าหมายต่อไป

    ที่มา: