สมาคมดาราศาสตร์ไทย
อดีตวิศวกรนาซาเตือน โล่กันความร้อนของอาร์เทมิส 2 อาจไม่ปลอดภัย

อดีตวิศวกรนาซาเตือน โล่กันความร้อนของอาร์เทมิส 2 อาจไม่ปลอดภัย

19 ก.พ. 2569
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ในเดือนหน้า หากไม่มีอะไรผิดพลาดอีก ภารกิจอาร์เทมิส 2 พร้อมลูกเรือ 4 คนจะได้ออกเดินทางสู่ดวงจันทร์

ก่อนหน้านี้ อาร์เทมิส 2 มีกำหนดออกเดินทางในช่วงสัปดาห์แรกของเดือนกุมภาพันธ์ แต่ระหว่างการซ้อมใหญ่เสมือนจริงซึ่งดำเนินการเมื่อต้นเดือน เจ้าหน้าที่พบการรั่วไหลของไฮโดรเจนขณะเติมเชื้อเพลิงจนต้องยุติการซ้อมและเลื่อนการออกเดินทางจริงไปอีกหนึ่งเดือนเพื่อให้เวลาในการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น

ในขณะที่หลายคนมองไปที่ปัญหาไฮโดรเจนรั่วไหล มีคนอีกจำนวนหนึ่งที่ออกมาแสดงความกังวลต่ออีกด้านหนึ่งของภารกิจที่ไม่ค่อยมีใครพูดถึง

โล่กันความร้อนของอาร์เทมิส 1
โล่กันความร้อนของอาร์เทมิส 1 หลังจากจบภารกิจ แสดงร่องรอยการสึกหรอและความเสียหายที่คาดไม่ถึง (จาก NASA)


ดร.ชาร์ลี คามาร์ดา เคยทำงานเป็นวิศวกรขององค์การนาซาเป็นเวลา 20 ปี และเคยเดินทางไปอวกาศกับกระสวยอวกาศในเที่ยวบินเอสทีเอส-114 เป็นหนึ่งในคนที่ออกมาเตือนนาซาแรง ๆ

"เราไม่ควรส่งคนไปในนั่งในยานลำนี้"

สิ่งที่คามาร์ดากังวลมากก็คือตัวโล่กันความร้อนของยาน ซึ่งเขามองว่าเป็นปัญหาสำคัญและอาจทำหน้าที่รักษาชีวิตลูกเรือไว้ไม่ได้

โล่กันความร้อนติดตั้งอยู่ที่ส่วนท้องของมอดูลลูกเรือของยานโอไรอัน ในการเดินทางกลับโลก แรงดันที่เกิดขึ้นขณะพุ่งฝ่าบรรยากาศจะทำให้เกิดความร้อนสูงมาก ซึ่งอาจสูงถึง 3,000 องศาเซลเซียส หากไม่มีโล่กันความร้อน ทั้งยานและลูกเรืออาจจะมอดไหม้ไปจนหมด โล่กันความร้อนจึงเป็นส่วนประกอบที่สำคัญมากของยานอวกาศ

มอดูลสั่งการของยานอะพอลโลขณะกลับสู่โลก
มอดูลสั่งการของยานอะพอลโลขณะกลับสู่โลก ท้องยานจะเป็นส่วนที่รับความร้อนสูงสุด จึงต้องมีโล่กันความร้อนเพื่อปกป้องยานและลูกเรือ (จาก NASA)

ยานอาร์เทมิส 1
ยานอาร์เทมิส 1 ขณะอยู่ในภารกิจอ้อมดวงจันทร์เมื่อปี 2565 ดาวสองดวงที่ฉากหลังคือดวงจันทร์และโลก (จาก NASA)

การกลับสู่โลกของยานอวกาศทั่วไปมีวิธีคล้ายกัน นั่นคือให้พุ่งเข้ามาสู่ชั้นบรรยากาศโลกในมุมเฉียงโดยเอาด้านท้องยานเข้าปะทะบรรยากาศเพื่อให้อากาศช่วยชะลอความเร็ว เมื่อยานมีความเร็วลดลงจนถึงระดับความสูงระดับหนึ่ง ร่มก็จะกางออกเพื่อพยุงยานให้ตกลงสู่พื้นดินหรือพื้นน้ำอย่างปลอดภัย

แต่ในภารกิจอาร์เทมิสมีความซับซ้อนกว่านั้น อาร์เทมิสใช้วิธีที่เรียกว่า "แฉลบแล้วมุด" (skip manoeuvre) วิธีนี้จะให้ยานพุ่งเข้าสู่บรรยากาศโลกในมุมแคบ ๆ เมื่อยานตกลงมาถึงระดับความสูงประมาณ 50 กิโลเมตร ยานจะพลิกตัว เพื่อให้ยานกระดอนกลับขึ้นไปจนเกือบถึง 100 กิโลเมตร แล้วตกกลับลงมาอีกครั้ง แล้วขั้นตอนที่เหลือก็จะเหมือนยานลำอื่น นั่นคือเมื่อยานตกลงมาถึงความสูงระดับหนึ่งก็จะกางร่มเพื่อชะลอให้ยานช้าลงจนถึงระดับที่ปลอดภัยก่อนตกลงสู่ท้องทะเล

การกลับสู่โลกแบบนี้คล้ายกับการเล่นเขวี้ยงหินให้แฉลบผิวน้ำหนึ่งครั้งก่อนตกน้ำแล้วจมไป วิธีนี้ช่วยยืดช่วงเวลาของกระบวนการเข้าสู่บรรยากาศให้ยาวนานยิ่งขึ้น เป็นการให้เวลาแก่โล่กันความร้อนในการคลายความตึงเครียดและความร้อนออกไป

ภารกิจของอาร์เทมิส 1 ผ่านไปด้วยดี ยานได้พิสูจน์ให้เห็นว่าการกลับสู่โลกด้วยวิธีนี้ได้ผลจริง ตัวยานไม่ได้รับความเสียหาย หากในยานมีลูกเรืออยู่ด้วยก็จะกลับสู่โลกอย่างปลอดภัย

แต่ในครั้งนั้นวิศวกรพบว่า รูปแบบการสึกหรอของโล่กันความร้อนของยานโอไรอันไม่ตรงไปตามที่คาดไว้ นอกจากนี้ยังพบรอยแตกร้าว และมีรอยยุบเข้าไปหลายจุด ซึ่งเป็นรูปแบบความเสียหายที่ไม่เคยเห็นที่ไหนมาก่อน ไม่ว่าจะเป็นภารกิจอื่นหรือในการทดสอบของอาร์เทมิส

ยานอวกาศตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบันหลายรุ่นใช้โล่กันความร้อน เช่นยานอะพอลโล โล่ของอะพอลโลสร้างขึ้นจากเอวีโค้ตเป็นแผ่นใหญ่เนื้อเดียวแล้วไปปิดที่ใต้ท้องของมอดูลสั่งการ ส่วนโล่ของโอไรอันมีขนาดใหญ่มาก สร้างขึ้นจากเอวีโค้ตเช่นกันแต่มีการปรับปรุงสูตรเล็กน้อย แต่สิ่งที่แตกต่างจากโล่ของอะพอลโลอย่างมากคือ แทนที่จะสร้างเป็นเนื้อเดียว กลับสร้างขึ้นจากแผ่นเล็ก ๆ จำนวน 186 แผ่นแล้วมาประกบกันเหมือนต่อจิ๊กซอว์

โล่กันความร้อนของยานโอไรอัน
โล่กันความร้อนของยานโอไรอัน จะต้องเผชิญกับความร้อนสูงถึง 3,000 องศาเซลเซียสขณะเข้าสู่บรรยากาศโลก (จาก ASA/Isaac Watson)

นาซาได้ศึกษาเรื่องรอยเสียหายนี้อย่างจริงจัง ซึ่งเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ภารกิจอาร์เทมิส 2 ต้องเลื่อนส่งมาอีกเป็นปี รายงานการศึกษาได้ให้คำแนะนำว่า ควรเปลี่ยนวิธีกลับโลกจากแฉลบแล้วมุดเป็นการมุดตรงเพียงครั้งเดียว เพื่อลดช่วงเวลาที่โล่ต้องเผชิญกับความร้อนให้หดสั้นลง โอกาสที่โล่จะปริแตกเสียหายใต้ผิวหน้าของโล่ก็จะลดลงไป

นั่นเป็นสิ่งที่คามาร์ดามองว่าปัญหายุ่งยากจะตามมา "ดูเหมือนพวกเขาจะไม่เข้าใจฟิสิกส์ของปัญหานี้"

"เมื่อโล่กันความร้อนมีรูรั่ว หายนะจะตามมาอย่างรวดเร็ว" คามาร์ดาเตือน

ชาร์ลี คามาร์ดา ลูกเรือกระสวยอวกาศเที่ยวบินเอสทีเอส-114
ชาร์ลี คามาร์ดา (คนที่สามจากขวา) เป็นหนึ่งในลูกเรือภารกิจเที่ยวบินเอสทีเอส-114 ของกระสวยอวกาศในปี 2548 (จาก NASA)


"นาซาบอกว่าอาร์เทมิส 1 ประสบความสำเร็จ แต่ผมมองว่าเป็นความล้มเหลว"

เอ็ด โปป ผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุช้นสูงและวิศวกรด้านโล่กันความร้อนก็เคยแสดงความกังวลต่อเรื่องนี้ทาง Linkedlin เมื่อปีที่แล้ว เขากล่าวว่า นาซามัวแต่ยึกยักแล้วก็ไปทดลองในเรื่องที่ไม่เกี่ยวข้องแทนที่จะแก้ปัญหาเรื่องโล่ และยังให้ความเห็นว่าวิธีสร้างโล่กันความร้อนแบบนี้เป็นความผิดพลาดครั้งใหญ่

NASA
ลูกเรือของภารกิจอาร์เทมิส 2 มีสี่คน มาจากนาซาสามคน และจากแคนาดาหนึ่งคน

อย่างไรก็ตาม ในเดือนมกราคมที่ผ่านมา จาเรด ไอแซกมัน ผู้อำนวยการของนาซาได้กล่าวต่อผู้สื่อข่าวว่าตนมีความมั่นใจเต็มเปี่ยมว่าโล่กันความร้อนจะทำงานได้ดี นอกจากนี้ ลูกเรือทั้งสี่ก็แสดงว่ามั่นใจในโล่กันความร้อนของยานเช่นกัน

คามาร์ดากล่าวถึงโศกนาฏกรรมที่เกิดขึ้นกับยานโคลัมเบียและแชลเลนเจอร์ว่า สิ่งที่นาซาทำก็คือ เขายังคงส่งยานขึ้นไปทั้งที่รู้ว่ามีปัญหา

"เราต้องไม่ให้เกิดเรื่องแบบโคลัมเบียอีก เราต้องไม่ให้เกิดเรื่องแบบแชลเลนเจอร์อีก การดื้อดึงส่งอาร์เทมิส 2 ขึ้นไปอีกเป็นการเอาชีวิตคนไปเสี่ยงโดยไม่จำเป็น"

"ผมเสียเพื่อนร่วมชั้นสามคนไปกับโคลัมเบีย ผมไม่อยากให้เราต้องสูญเสียใครอีก"