สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ยานโอไรอัน

ยานโอไรอัน

โดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com) 17 พฤษภาคม 2567
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 26 พฤษภาคม 2568
หัวใจของภารกิจอาร์เทมิสคือยานโอไรอัน ซึ่งเป็นส่วนบังคับการที่เป็นที่อยู่ของลูกเรือทั้งขาขึ้นจากแท่นและตอนกลับสู่โลก ยานโอไรอันมิได้รับการออกแบบมาเพียงแค่ใช้ไปดวงจันทร์เท่านั้น แต่ออกแบบเผื่อไว้ใช้ในการพามนุษย์ไปดาวอังคารในอนาคตอีกด้วย 

การออกแบบยานโอไรอันกลับมาสู่รูปทรงพื้นฐานที่มีส่วนทรงกรวยและทรงกระบอกคล้ายกับจรวดสมัยอะพอลโล การจัดวางมอดูลของโอไรอันก็คล้ายกับยานอะพอลโล เพียงแต่ยานโอไรอันไม่มีลูนาร์มอดูล ยานโอไรอันประกอบด้วยสามส่วนหลัก ได้แก่ ระบบลี้ภัยจากการส่งจรวด มอดูลลูกเรือ และมอดูลบริการ เมื่อรวมทั้งสามมอดูลแล้วจะมีความสูงรวม 15 เมตร

ส่วนประกอบหลักทั้งสามของยานโอไรอัน 

เปรียบเทียบส่วนประกอบของยานอะพอลโล (ซ้าย) กับยานโอไรอัน (ขวา) ยานอะพอลโลที่สมบูรณ์จะรวมถึงมอดูลลงดวงจันทร์ด้วย แต่ไม่ได้แสดงไว้ในภาพนี้ 


ระบบลี้ภัยจากการส่งจรวด คือส่วนที่ดูเหมือนเสากระโดงที่ยืดยาวขึ้นไปเป็นยอดจรวด ประกอบด้วยเครื่องยนต์ขนาดเล็กที่ติดอยู่ที่ปลายยอด ซึ่งจะเชื่อมต่ออยู่กับส่วนที่เป็นฝาครอบมอดูลลูกเรือ ในกรณีที่เกิดเหตุผิดปกติขึ้นขณะส่งจรวด ระบบนี้จะจุดเครื่องยนต์เพื่อดึงเอามอดูลลูกเรือหนีออกจากจรวดที่มีปัญหาเพื่อให้ลูกเรือปลอดภัย นอกจากนี้ส่วนที่เป็นฝาครอบมอดูลลูกเรือยังทำหน้าที่ปกป้องมอดูลในช่วงที่ต้องฝ่าชั้นบรรยากาศขึ้นไปอีกด้วย ระบบนี้จึงมีบทบาทสำคัญเฉพาะช่วงที่ส่งจรวดเท่านั้น หลังจากที่จรวดขึ้นไปสูงถึงระดับหนึ่งแล้วก็จะสลัดทิ้งไปเพราะไม่มีความจำเป็นอีกต่อไป 

ส่วนประกอบของระบบลี้ภัยจากการส่งจรวด 

มอดูลบริการเป็นมอดูลที่รวมระบบต่าง ๆ ที่สนับสนุนการทำงานของยาน ทั้งระบบขับดัน เก็บน้ำ ถังเก็บอากาศสำหรับให้ลูกเรือหายใจ ถังเชื้อเพลิง ระบบควบคุมการนำทาง หน่วยพลังงาน มอดูลนี้กว้าง 4.5 เมตร ลึก เมตร 
 มีแผงเซลสุริยะยาว เมตรสี่แผง 

มอดูลนี้สร้างโดยองค์การอวกาศยุโรป จึงมีชื่อเรียกเต็ม ๆ ว่า มอดูลบริการยุโรป (European Service Module--ESM) 

มอดูลบริการนี้จะติดไปกับมอดูลลูกเรือไปตลอดการเดินทาง และจะปลดแยกออกไปเมื่อก่อนกลับถึงโลกเพียงเล็กน้อย

ยานโอไรอัน 

มอดูลลูกเรือของยานโอไรอันสร้างโดยบริษัทล็อกฮีตมาร์ติน มีรูปทรงกรวยคว่ำ เช่นเดียวกับยานบังคับการของยานอะพอลโล แต่ของยานโอไรอันมีขนาดใหญ่กว่า มีความสูง 4.75 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 5.03 เซนติเมตร ความจุของห้องโดยสาร 8.95 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งมากกว่าของอะพอลโล 50 เปอร์เซ็นต์ จุลูกเรือได้ คน เลี้ยงตัวเองได้นานที่สุด 21 วันเมื่อไม่เชื่อมต่อกับยานลำอื่น

โครงสร้างเป็นโลหะผสมอะลูมินัม-ลิเทียมขึ้นรูปเป็นโครงสร้างแบบรังผึ้งซึ่งให้ความแข็งแรงและน้ำหนักเบา ภายในมีที่นั่งสำหรับลูกเรือสี่ที่นั่งซึ่งปรับขนาดได้สำหรับลูกเรือที่มีขนาดร่างกายแตกต่างกัน ในกรณีที่อยู่ในอวกาศเป็นเวลานาน ที่นั่งนี้ยังพับเก็บได้เพื่อให้ได้พื้นที่มากขึ้นสำหรับทำกิจกรรมอื่นระหว่างการเดินทาง 

แผงควบคุมของลูกเรือที่ใช้ในการควบคุมมีจอแสดงผลสามจอ สวิตช์ 67 ตัว มีการใช้ซอฟต์แวร์มาลดความซับซ้อนในการควบคุมลง แผงควบคุมของยานโอไรอันจึงไม่แออัดมากเท่ากับแผงควบคุมของกระสวยอวกาศที่มีจอแสดงผลมากถึง 10 จอ บวกกับหน้าปัด มาตรวัด และสวิตช์มากกว่า 1,200 ตัว

อย่างไรก็ตาม ระบบการควบคุมการเดินทางของยานโอไรอันเป็นระบบอัตโนมัตที่ควบคุมโดยคอมพิวเตอร์ควบคุมการบินสี่เครื่อง การควบคุมด้วยลูกเรือมีไว้ใช้ในกรณีฉุกเฉินเท่านั้น

โล่กันความร้อนของยานโอไรอัน เป็นโล่กันความร้อนชนิดโล่เสียดกร่อนที่ใหญ่ที่สุดที่เคยสร้างกันมา 

ภาพจำลองของมอดูลลูกเรือขณะฝ่าชั้นบรรยากาศเพื่อกลับมายังโลก 

มนุษย์อวกาศกำลังทดสอบการควบคุมมอดูลลูกเรือกับแบบจำลอง (จาก NASA)

ยานโอไรอันมีภารกิจที่หลากหลาย บางภารกิจต้องเดินทางออกไปไกลจากโลกมาก ซึ่งอาจเป็นดวงจันทร์หรือดาวอังคาร การเดินทางไปไกลเช่นนั้นยานต้องออกไปพ้นเขตสนามแม่เหล็กโลกที่ทำหน้าที่เหมือนเกราะกันรังสีคอสมิกให้ ลูกเรือในยานจึงมีโอกาสได้รับรังสีคอสมิกเข้มข้นมากกว่าที่มนุษย์อวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติได้รับถึงสามเท่า เมื่อมนุษย์ได้รับรังสีคอสมิกเป็นปริมาณมาก จะก่อให้เกิดปัญหาด้านสุขภาพในระยะยาว มีงานวิจัยที่แสดงว่ามนุษย์อวกาศมีความเสี่ยงที่จะเป็นมะเร็งหรือโรคหัวใจและหลอดเลือดสูงกว่าคนทั่วไปมาก 

ด้วยเหตุนี้ยานโอไรอันจึงจำเป็นต้องมีระบบป้องกันรังสีให้แก่ลูกเรือ เมื่อมีการตรวจพบว่าดวงอาทิตย์แผ่รังสีคอสมิกรุนแรง ลูกเรือจะต้องเข้าไปแอบในห้องหลบรังสีซึ่งอยู่ใต้พื้นของยาน ช่องหลบรังสีของยานอยู่ใกล้โล่กันความร้อนที่สุด จึงเป็นจุดที่ได้รับการปกป้องสูงสุด มีสองช่อง ลึก ฟุต ช่องหนึ่งอยู่ได้สองคน 

ในภารกิจอาร์เทมิส จะเป็นด่านทดสอบสำคัญของระบบต่าง ๆ รวมถึงยานโอไรอันด้วย และเนื่องจากเป็นภารกิจทดสอบ จึงยังไม่มีลูกเรือมนุษย์ไปด้วย มีเพียงลูกเรือที่เป็นหุ่นยนต์ที่บนตัวหุ่นจะมีอุปกรณ์ตรวจวัดมากมายสำหรับวัดข้อมูลทางกายภาพต่าง ๆ ภายในยานตลอดภารกิจ เพื่อให้แน่ใจว่ายานปลอดภัยสำหรับมนุษย์จริง หากภารกิจผ่านพ้นไปด้วยดี ก็จะถึงคราวของลูกเรือที่เป็นมนุษย์จริง ๆ ซึ่งจะได้เดินทางไปกับภารกิจอาร์เทมิส 2


อ่านเพิ่มเติม: 
 Nasa's Orion spacecraft: guide bbc.com
 To the Moon and beyond bbc.com
 Orion spacecraft: NASA's next-gen capsule to take astronauts beyond Earth orbit space.com
 Orion Spacecraft nasa.gov
 NASA Will Test High Stakes Re-Entry Maneuver With Artemis on Sunday time.com
 NASA’s Plan to Bounce People Off the Atmosphere theatlantic.com
 Orion Spacecraft spacecraftandvehicles.com
 Orion Spacecraft to Test New Entry Technique on Artemis Mission[/ur] nasa.gov
 
Orion Components nasa.gov