จรวด BFR และความฝันของอีลอน มัสก์

Share

14 ตุลาคม 2560

29 กันยายนที่ผ่านมานี้ ในงานประชุมการบินอวกาศนานาชาติ (InternationAstronauticalCongres) ที่ประเทศออสเตรเลีย อีลอนมัสก์ ผู้ก่อตั้งและบริหารบริษัทสเปซเอกซ์แถลงความคืบหน้าโครงการอวกาศในการส่งมนุษย์ไปยังดาวอังคารด้วยการเปิดตัวจรวด BFR (Big Falcon Rocket) ซึ่งจะนำเทคโนโลยีที่ใช้กับจรวดที่มีอยู่แล้วมาต่อยอดและตัดส่วนที่ไม่จำเป็นออกไปเพื่อให้จรวดลำเล็กลงที่สุดเท่าที่จะทำได้ (แต่กระนั้นมันก็ยังมีขนาดใหญ่มากๆ)

 

ความคืบหน้าของโครงการมีดังนี้

 

        1. ถังใส่เชื้อเพลิง ซึ่งเป็นออกซิเจนเหลวและมีเทนเหลวเย็นจัดทำจากคาร์บอนไฟเบอร์แบบใหม่ซึ่งแข็งแรงกว่าเดิมมาก ถังดังกล่าวมีปริมาตรมากถึง 1,000 ลูกบาศก์เมตร ได้รับทดสอบความดันถึงจุดสูงสุดที่ถังรับได้  

        2.เครื่องยนต์ไอพ่น มีชื่อว่า Raptor Engine มีกำลังขับดัน/น้ำหนักมากที่สุดตั้งแต่เคยผลิตมา ทำการทดสอบไอพ่นนานถึง 100 วินาทีซึ่งเหลือเฟือสำหรับการลงจอดบนดาวอังคารที่ใช้ไอพ่นขับดันเพียง 40 วินาทีเท่านั้น

        ดาวอังคารนั้นมีบรรยากาศเบาบางเกินกว่ายานอวกาศจะร่อนลงจอดแบบเครื่องบิน ดังนั้นจึงต้องใช้ระบบไอพ่นความแม่นยำสูง ซึ่งในตอนนี้จรวดของบริษัทสเปซเอกซ์นำกลับมาลงจอดสำเร็จถึง 16 ครั้งแล้ว จากสถิติที่ผ่านมาทำให้คาดหวังว่าในอนาคตจะมีความแม่นยำสูงขึ้นจนไม่ต้องใช้ระบบขาตั้งในการลงจอด

        3. Rendezvous และ docking (การโคจรมาพบกันและเชื่อมต่อ)

ที่ผ่านมา กระสวยดรากอน1 สามารถเดินทางไปยังสถานีอวกาศได้โดยอัตโนมัติ แต่กระสวยดรากอน 2 ที่จะส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 2018 นั้นจะเชื่อมต่ออย่างแม่นยำโดยไม่ต้องใช้แขนหุ่นยนต์ช่วยจับอย่างดรากอน 1 เลย (แค่กดปุ่มสั่งการแล้วกระสวยก็จะเดินทางไปเชื่อมต่อได้โดยอัตโนมัติ)

        4. Heat Shield 

        เมื่อยานอวกาศเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร หรือโลก จะเกิดการปะทะและเสียดสีกับชั้นบรรยากาศจนเกิดความร้อนมหาศาล ส่วนป้องกันความร้อนในตอนนี้สามารถป้องกันความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

        อีลอน มัสก์ กล่าวว่า ในการส่งจรวดสามครั้งแรกของสเปซนั้นล้มเหลวไม่เป็นท่า ในขณะนั้นบริษัทจวนจะหมดเงินทุนในการส่งจรวดอยู่แล้ว แต่โชคดีที่ในครั้งที่ 4 นั้นการส่งจรวดสามารถทำได้สำเร็จและทำให้สเปซเอกซ์มีวันนี้ และวันที่เขากำลังกล่าวอยู่นี้ก็ครบรอบ 9 ปีการส่งจรวดสำเร็จครั้งแรก 

 

        ราวๆปลายปี 2017 นี้ อีลอน มัสก์ยังมีแผนการส่งจรวด Falcon Heavy เป็นครั้งแรกซึ่งมันเป็นจรวดที่คล้ายๆกับจรวด Falcon 9 ที่ใช้อยู่ แต่ Falcon Heavy มีจรวดส่วนขับดันติดเพิ่มเข้าไป 2 ส่วน แม้จะฟังดูง่าย แต่ตัวจรวดลำนี้ได้รับการออกแบบใหม่เกือบทั้งหมด (ยกเว้นจรวดส่วนบนที่ใช้ในการบรรทุก) กล่าวได้ว่ามันเป็นเหมือนยานพาหนะใหม่โดยสิ้นเชิง แต่จรวด BFR จะใหญ่กว่านั้น!

 

จรวด BFR

 

 

        จรวด BFR นั้นจะมีความสูงถึง 106 เมตร (ในขณะที่ Falcon 9 นั้นสูงเพียง 70 เมตร) และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 9 เมตร บรรทุกสัมภาระและผู้โดยสารได้มากถึง 150 ตันเพื่อเข้าสู่วงโคจรรอบโลก ใช้เครื่องยนต์ raptor เพื่อขับดันทั้งหมด 31 ตัว โดยสามารถรับน้ำหนักได้มากที่สุด 4,400 ตัน

        หลังจากส่งจรวดส่วนบนขั้นสู่วงโคจรรอบโลกแล้ว จรวดส่วนล่างจะกลับลงมายังโลกอย่างปลอดภัยเพื่อทำมาใช้ใหม่อีกรอบ ส่วนจรวดท่อนบนที่มีน้ำหนักบรรทุกอยู่อย่างเต็มที่จะโคจรรอบโลก โดยที่ไม่มีเชื้อเพลิงอยู่ในนั้นเลย จากนั้นจึงจะมีการส่งจรวดอีกลำขึ้นไปเพื่อเติมเชื้อเพลิงในอวกาศ เมื่อจรวดส่วนบนมีเชื้อเพลิงเต็มแล้วจึงจะพร้อมสำหรับการเดินทางสู่ดาวอังคาร

        เหตุที่ต้องเติมเชื้อเพลิงในอวกาศเพราะหากบรรทุกเชื้อเพลิงไปเต็มลำตั้งแต่แรก จะต้องลดน้ำหนักบรรทุกลงเพื่อให้จรวดสามารถเข้าสู่วงโคจรรอบโลกได้ แต่การส่งจรวดส่วนบนที่ไม่มีเชื้อเพลิงตั้งแต่แรกจะทำให้สามารถบรรทุกน้ำหนักได้อย่างเต็มที่ ทั้งผู้โดยสาร สัมภาระและเสบียงต่างๆ

        ที่สำคัญการเติมเชื้อเพลิงนั้น ไม่ได้มีค่าใช้จ่ายอะไรมากไปกว่าเชื้อเพลิงที่ใช้ในการส่งจรวดขึ้นไปเติมเชื้อเพลิง

        จรวด BFR ท่อนบนมีความยาว 48 เมตร ส่วนยอดได้รับการปรับความดันอย่างเหมาะสมใช้สำหรับบรรทุกสิ่งต่างๆ รวมทั้งผู้โดยสารราวๆ 100 คน (ปริมาตร 825 ลูกบาศก์เมตร) แบ่งกันอยู่เคบินละ 2-3 คน ส่วนกลางเป็นถังเชื้อเพลิงออกซิเจนเหลว 860 ตัน และมีเทนเหลว 240 ตัน  ปลายสุดเป็นเครื่องยนต์ไอพ่น ประกอบด้วย Raptor Engine 4 ตัว มี Vacuum Engine 4 ตัว ตรงกลางเป็น Sea Level Engine อีก 2 ตัว  

 

 

        บริเวณด้านข้างของจรวดส่วนท้ายถูกประกบข้างด้วยแผ่น Delta Wing ที่ทำหน้าที่เหมือนกับหางเสือช่วยในการสร้างสมดุลให้กับจรวดในขณะที่จรวดเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ต่างๆ ในการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นั้นจรวดต้องทำมุมที่เหมาะสมซึ่ง Delta Wing จะช่วยให้จรวดสร้างสมดุลได้โดยที่น้ำหนักสัมภาระจะมากหรือน้อยก็ไม่มีปัญหา รวมทั้งสามารถเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ได้ตั้งแต่ความหนาแน่นสูงจนถึงความหนาแน่นต่ำจนแทบไม่มีชั้นบรรยากาศอย่างดวงจันทร์ 

        พูดง่ายๆว่า สามารถจอดที่ไหนก็ได้ในระบบสุริยะ