Blockdit Logo (Mobile)
Antfield
•
30 มี.ค. เวลา 03:58 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

จีนซุ่มพัฒนาระบบส่งจรวดด้วยรางแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นสู่อวกาศ เตรียมเปิดตัวในอีก 3 ปีข้างหน้า

ในการจะส่งยานอวกาศหรือดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศนั้น เชื้อเพลิงส่วนใหญ่ที่บรรทุกไปกับจรวดนั้นจะเผาไหม้หมดไปในขั้นตอนออกตัวจนถึงช่วงทำความเร็วจนทะลุกำแพงเสียง
แต่ถ้าหากเราสามารถมีแท่นส่งตัวที่ช่วยดีดส่งจรวดพุ่งทะยานขึ้นไปก่อนได้ ก็จะสามารถลดภาระน้ำหนักเชื้อเพลิงที่ต้องบรรทุกไปในตัวจรวดได้อย่างมาก ช่วยลดต้นทุนค่าเชื้อเพลิงรวมถึงช่วยลดการปล่อยมลพิษจากการปล่อยจรวดได้อีกมาก
ในการปล่อยกระสวยอวกาศขึ้นสู่วงโคจร Solid Rocket Booster จรวดเชื้อเพลิงแข็งสองลำทำหน้าที่เป็นกำลังเสริมให้กับเครื่องยนต์หลัก 3 เครื่องของกระสวยอวกาศในการเอาชนะน้ำหนักบรรทุกซึ่งส่วนหนึ่งคือเชื้อเพลิงนั่นเอง
ปัจจุบันอุตสาหกรรมอวกาศเริ่มเติบโต การแข่งขันเพื่อลดต้นทุนในการปล่อยจรวดเริ่มเข้มข้น นำมาด้วย SpaceX กับเทคนิคการนำจรวดบูสเตอร์กลับมาใช้ซ้ำช่วยลดต้นทุนต่อน้ำหนักบรรทุกที่หาคู่แข่งสู้ได้ยากในยุคนี้จนคิวแน่น
แต่มาที่อีกซีกโลกคู่แข่งในอุตสาหกรรมอวกาศจากจีนเริ่มเปิดตัว และยังมีการพัฒนาวิธีการลดต้นทุนที่เหนือไปกว่าการนำเอาจรวดบูสเตอร์กลับมาใช้ซ้ำ นั่นก็คือระบบช่วยปล่อยตัวให้กับจรวดโดยใช้รางแม่เหล็กไฟฟ้า (maglev rocket launch pad)
พัฒนาโดย Galactic Energy บริษัท Startup จีนซึ่งเริ่มกิจการมาตั้งแต่ปี 2018 ที่ปัจจุบันนำส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรไปแล้วกว่า 77 ดวง แซงหน้าคู่แข่งรายอื่นในจีนไปเป็นที่เรียบร้อย
นำขบวนด้วยจรวด Ceres-1 ที่สามารถปล่อยจากแท่นยิงกลางทะเลได้ รวมถึงจรวด PALLAS-1 ที่สามารถนำท่อนบูสเตอร์กลับมาใช้งานใหม่ได้เหมือนกับจรวด Falcon ของ SpaceX
และล่าสุดรายงานจาก SMCP ระบุว่า Galactic Energy กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาระบบช่วยปล่อยจรวดด้วยรางแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งจะช่วยเพิ่มน้ำหนักบรรทุกให้กับจรวดได้เป็นเท่าตัวและลดต้นทุนเชื้อเพลิงในการปล่อยจรวดได้ด้วย
โดยอาศัยหลักการเดียวกับรถไฟความเร็วสูงแบบ maglev ที่อาศัยแรงแม่เหล็กในการยกและสร้างแรงผลักในการเคลื่อนที่ให้กับตัวรถไฟ และเป็นเทคโนโลยีเดียวกับที่ใช้ในปืนใหญ่แม่เหล็กไฟฟ้า(Electromagnetics rail gun) ในการช่วยยกดันตัวจรวดและทำความเร็วในช่วงเริ่มปล่อยตัว ซึ่งการทำแบบนี้จะช่วยเพิ่มน้ำหนักบรรทุกที่จะนำขึ้นสู่อวกาศและลดการใช้เชื้อเพลิงในการปล่อยจรวดได้
ในการส่งกระสวยอวกาศหนัก 2,000 ตันขึ้นสู่อวกาศ ตอนปล่อยตัวจากแท่นปล่อยต้องแบกน้ำหนัก SRBs กับถังเชื้อเพลิงซึ่งมีน้ำหนักรวมอีกเป็นเท่าตัวขึ้นไปด้วยกัน
ยกตัวอย่างการปล่อยกระสวยอวกาศที่ต้องบรรทุก Solid Rocket Booster 2 ลำพร้อมกับ Space Shuttle external tank ขนาดใหญ่กว่าตัวกระสวยอวกาศซึ่งแค่น้ำหนักตัวเปล่า 3 ชิ้นนี้ก็ปาเข้าไป 240 ตัน รวม ๆ ตอนออกจากแท่นปล่อยเกือบ 2,000 ตันที่ต้องเสียเชื้อเพลิงยกขึ้นไปด้วยกัน
สำหรับการพัฒนาระบบช่วยปล่อยจรวดนี้เป็นความร่วมมือระหว่าง Galactic Energy กับหน่วยงานภาครัฐของจีนอันได้แก่ สถาบันวิจัย Ziyang Commercial Space Launch Technology Research Institute และ China Aerospace Science and Industry Corporation (CASIC) รัฐวิสาหกิจของจีนที่ออกแบบ พัฒนาและผลิตยานอวกาศ รวมถึงระบบขีปนาวุธ
ข้อมูลระบบช่วยปล่อยตัวมีน้อยมาก แต่ถ้าเทียบเคียงอย่างในรูปนี้คือ Microgravity Experiment Facility with Electromagnetic Launch หรือ MEFEL ที่ใช้ทดสอบสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงซึ่งใช้รางแม่เหล็กไฟฟ้าสูง 40 เมตรในการยกและปล่อยวัตถุซึ่งจะสร้างสภาวะได้แรงโน้มถ่วงได้ 4 วินาทีต่อรอบการปล่อย
ซึ่งทางรัฐบาลเมืองจื่อหยางตั้งเป้าในการเป็นศูนย์ปล่อยจรวดของชาติ ภายใต้การดำเนินงานร่วมกับ Galactic Energy ภายในปี 2027 และมีแผนเปิดตัวใช้งาน maglev rocket launch pad ภายในปี 2028
1
ลองนึกถึงการใช้ maglev rocket launch pad ช่วยส่งตัวร่วมกับจรวด PALLAS-1 ที่สามารถนำท่อนบูสเตอร์กลับมาใช้ซ้ำได้นั้นจะช่วยลดต้นทุนการส่งดาวเทียมและวัสดุต่าง ๆ ขึ้นสู่วงโคจรได้ดียิ่งกว่าที่ SpaceX ทำได้อยู่ในตอนนี้
ซึ่งในเดือนกันยายนปี 2023 CASIC ประสบความสำเร็จในการทดสอบ high-temperature superconducting maglev ที่สามารถเร่งความเร็วไปได้ถึง 234 กิโลเมตรต่อชั่วโมงบนรางแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดความยาว 380 เมตร และที่น่าสนใจคือระบบรางแม่เหล็กไฟฟ้านี้ใช้ตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงด้วย
สารพัดจรวดเอกชนของจีนที่กำลังแข่งขันกันอย่างดุเดือด โดย PALLAS-1 ของ Galactic Energy นั้นยังมี PALLAS-1A ที่ใช้ส่งดาวเทียมขนาดใหญ่แบบเดียวกับ Falcon Heavy ของ SpaceX
ทั้งนี้ไอเดียในการเหวี่ยงจรวดขึ้นสู่วงโคจรนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ อย่างเช่น ในอเมริกาบริษัท Startup อย่าง Spin launch ก็กำลังพัฒนาระบบหมุนเหวี่ยงช่วยส่งจรวดขึ้นสู่วงโคจรเช่นกัน แต่ใช้หลักการหมุนเหวี่ยงแทนการใช้รางแม่เหล็กไฟฟ้าส่งตัวแบบ Galactic Energy
แต่ไม่ว่าจะรูปแบบไหน ระบบส่งตัวนี้เป็นเพียงการช่วยส่งตัวออกจากฐานปล่อยเพื่อลดภาระน้ำหนักบรรทุกและการใช้เชื้อเพลิง และที่สำคัญคือลดการปล่อยมลภาวะในการปล่อยจรวดที่นับวันจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ สร้างความกังวลในประเด็นสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากอุตสาหกรรมอวกาศที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว
สำหรับความท้าทายในการพัฒนา maglev rocket launch pad นั้นก็ยังมีอีกหลายประเด็น อาทิเช่น ขั้นตอนการส่งตัวที่จังหวะการติดเครื่องยนต์จรวดกับระบบรางส่งตัวต้องสัมพันธ์กัน รวมถึงรางส่งตัวแนวดิ่งที่จะมีความสูงราวตึกระฟ้า เพราะอย่างรางทดสอบก็ยาวเกือบ 400 เมตร(ตึกมหานครสูง 314 เมตร)
ลิฟต์อวกาศไอเดียที่ทางตะวันตกดูจะทิ้งไปแล้วแต่ไม่ใช่กับจีน
แต่ทั้งนี้การที่เราจะมุ่งหน้าสู่อวกาศกันอย่างจริงจังการพัฒนาระบบส่งตัวแบบใหม่เหล่านี้คือสิ่งจำเป็น และการที่จะเดินทางออกสู่อวกาศกันเป็นจำนวนมากนั้นจะไม่ใช่การไปด้วยยานอวกาศแต่ต้องเป็นการขึ้นลิฟต์ออกไปสู่อวกาศแทน
ซึ่งจีนดูจะมุ่งมั่นในการพัฒนาลิฟต์อวกาศมากทีเดียว โดย maglev rocket launch pad นี้จะเป็นบันไดขึ้นหนึ่งสู่ฝันในการสร้างลิฟต์อวกาศในอนาคต

ดูเพิ่มเติมในซีรีส์

โฆษณา