11 กันยายน 2018 ทีมวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ญี่ปุ่นได้ทดสอบต้นแบบเพื่อศึกษาความเป็นไปได้ของ ลิฟต์อวกาศ หรือ Space Elevator ในชื่อโครงการ STARS-Me โดยย่อส่วนเคลื่อนที่ขึ้นลงระหว่างดาวเทียมจิ๋วสองดวงที่อยู่ในวงโคจรของโลก ซึ่งการทดลองการเคลื่อนที่แบบลิฟต์ในอวกาศครั้งแรกของโลก เริ่มขึ้นด้วยการยิงจรวด H-2B จาก Tanegashima Space Center หรือศูนย์อวกาศทาเนะงะชิมะ ทางตอนใต้ของญี่ปุ่น เพื่อนำอุปกรณ์ที่ใช้ทดสอบขึ้นสู่ห้วงอวกาศ…
จรวดจะปล่อยดาวเทียมขนาดเล็ก ทรงลูกบาศก์ 2 ดวง เพื่อทำหน้าที่เป็นสถานีต้นทางและปลายทางของลิฟต์อวกาศต้นแบบ โดยแต่ละด้านของดาวเทียมมีความกว้างเพียง 10 เซนติเมตร ส่วนลิฟต์อวกาศต้นแบบซึ่งเป็นกล่องบรรจุเครื่องยนต์ขนาดเล็ก จะทดลองเคลื่อนที่ขึ้นลงตามสายเคเบิลเหล็กกล้า ความยาว 10 เมตรที่เชื่อมต่อระหว่างดาวเทียมจิ๋วทั้งสอง โดยมีกล้องภายในดาวเทียมคอยบันทึกภาพการทดสอบเอาไว้
โครงการลิฟต์อวกาศริเริ่มออกแบบและพัฒนา จนสร้างต้นแบบขึ้นทดสอบโดยคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยชิซึโอกะ หรือ Shizuoka University ร่วมมือกับ Obayashi Corporation บริษัทก่อสร้างยักษ์ใหญ่ของญี่ปุ่น โดยประกาศแผนการคิดค้นและก่อสร้างระบบลิฟต์อวกาศ ตั้งเป้าให้เริ่มใช้งานได้จริงภายในปี 2050
ในแผนการหลักโครงการลิฟต์อวกาศนั้น… ส่วนฐานของลิฟต์อวกาศจะตั้งอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิก และโยงเคเบิลที่ทำจาก Carbon Nanotube กับสถานีอวกาศปลายทางที่ความสูง 35,800 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก ซึ่งผู้โดยสารลิฟต์อวกาศ อาจต้องใช้เวลาเดินทางถึง 7.5 วันกว่าจะถึงสถานีปลายทาง
ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีเห็นตรงกันว่า… ลิฟต์อวกาศที่สามารถขนส่งผู้คนและสิ่งของจากพื้นโลกขึ้นไปสู่อวกาศได้โดยตรง เป็นทางเลือกที่ดีกว่าการยิงจรวด เนื่องจากประหยัดเชื้อเพลิงมากกว่า เสียเวลาเตรียมการเดินทางและเสียค่าใช้จ่ายน้อยกว่ากันมาก หากโครงการนี้ประสบความสำเร็จ… ซึ่งความท้าทายเรื่องแรงโน้มถ่วง และความแปรปรวนในชั้นบรรยากาศระดับต่างๆ ที่มนุษย์ยังต้องหาทางเอาชนะให้ได้ระหว่างก่อสร้างด้วย
แนวคิดเรื่องลิฟต์อวกาศไม่ใช่ของใหม่ แต่มีนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียชื่อ Konstantin Tsiolkovsky เอ่ยถึงและจริงจังมาตั้งแต่ปี 1895… กระทั่งปี 1966 วิศวกรชาวอเมริกัน 5 คน ได้แก่ James H. Shea, John D. Isaacs, Hugh Bradner, George E. Backus และ Allyn C. Vine ได้ตีพิมพ์แนวคิดเชิงวิศวกรรมที่เรียกว่า Sky-Hook หรือแนวคิดการโยงเคเบิลข้ามขอบฟ้าระหว่างโลกกับดาวเทียมในวงโคจรระดับต่ำ ด้วยเทคนิคแลกเปลี่ยนโมเมนตัม หรือ Momentum Exchange Tether… แม้แนวคิด Sky-Hook จะไม่ใช่แนวคิดเรื่องลิฟต์อวกาศโดยตรง เพราะ Sky-Hook โยงพื้นโลกกับชั้นบรรยากาศระดับความสูงไม่เกิน 1000 กิโลเมตรเท่านั้น… แต่เทคนิคเชิงวิศวกรรมในการโยงวัตถุในวงโคจรรอบโลกกับพื้นโลก ได้รับการถกเถียงและยอมรับว่าเป็นไปได้ในทางทฤษฎี
ซึ่งการยอมรับว่า “เป็นไปได้ในทางทฤษฎี” ก็มากพอสำหรับการเดินหน้าโครงการลิฟต์อวกาศแล้ว
ที่สำคัญกว่านั้นคือ… ความสำเร็จในการประดิษฐ์ Carbon Nanotube ในต้นยุค 1990 และวิศวกรนาซ่าอย่าง David Smitherman จาก NASA/Marshall’s Advanced Projects ก็ได้เขียนหนังสือชื่อ Space Elevators: An Advanced Earth-Space Infrastructure for the New Millennium ออกวางตลาด พร้อมๆ กับเชิญนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกที่เชื่อแนวคิดนี้ ก็ร่วมศึกษาค้นคว้าอย่างจริงจัง
ปี 2003, Michael J. Laine ได้ก่อตั้งบริษัท LiftPort Group ขึ้นในวอชิงตันเพื่อหาทางก่อสร้างลิฟต์อวกาศด้วยคาร์บอนนาโน… และปี 2012, บริษัทก่อสร้างยักษ์ใหญ่ของโลกจากญี่ปุ่นอย่าง Obayashi Corporation ก็วางแผนจะสร้างลิฟต์อวกาศไปยังระดับเหนือพื้นโลก 35,800 กิโลเมตร บรรทุกผู้โดยสารได้ 30 คนใช้เวลาเดินทาง 7.5 วัน สู่สถานีอวกาศนอกแรงดึงดูดของโลก ที่ปลายอีกด้านหนึ่งถูกตรึงไว้กับแรงโน้มถ่วงบนพื้นโลก… 6 ปีผ่านไปจนถึง 11 กันยายน 2018… การทดสอบต้นแบบลิฟต์อวกาศก็เริ่มต้นขึ้นในญี่ปุ่น ท่ามกลางการรอคอยของฝ่ายเชียร์ที่อยากเห็นความสำเร็จ… ในขณะที่ฝ่ายแช่งเพราะไม่เชื่อว่า การล่ามสถานีอวกาศไว้กับพื้นโลกด้วยสายเคเบิล Carbon Nanotube เป็นเรื่องน่าขบขันและเสียเวลาเปล่า
แต่ความเคลื่อนไหวของ Google ในปี 2014 โดยทีมวิจัยและพัฒนา Google X’s Rapid Evaluation R&D ได้เริ่มต้นออกแบบโครงการ Space Elevator เช่นกัน… แต่งานวิจัยมุ่งไปที่การพัฒนาเทคโนโลยี Carbon Nanotube เชิงพาณิชย์มากกว่า… แต่ความลับในโครงการก็ไม่เคยมีคนภายนอกรู้เรื่อง นอกจากรับรู้รายจ่ายผ่านงบดุลว่ามีเรื่องนี้อยู่
และปี 2019 ที่ผ่านมา IAA หรือ International Academy of Astronautics หรือสถาบันการบินอวกาศนานาชาติในกรุงสต๊อคโฮมส์ประเทศสวีเดน ก็ออกรายงานในหัวข้อ Road to the Space Elevator Era หรือเส้นทางสู่ยุคสมัยลิฟต์อวกาศ ซึ่งเป็นบทสรุปจากการศึกษาค้นคว้าหลายมิติตลอดฤดูร้อนปี 2018
โดยหลักการทางฟิสิกส์… การเอาสถานีอวกาศผูกกับเคเบิลที่แข็งแรงอย่าง Carbon Nanotube ไว้กับแกนเส้นศูนย์สูตรที่แรงโน้มถ่วงสร้างโมเมนตัมการหมุนสูงที่สุด จะทำให้ปลายอีกด้านในอวกาศ ถูกเหวี่ยงหนีศูนย์กลางให้ลอยอยู่นอกอวกาศ ด้วยแรงดึงมากกว่าแรงโน้มถ่วงของโลกมากมาย เหมือนเราเอาลูกตุ้มมัดเชือกแล้วควงเป็นวงกลม ที่แรงเหวี่ยงปลายเชือกติดลูกตุ้มจะดึงออกจากศูนย์กลางจนเชือกตึง… สถานีอวกาศในวงจรค้างฟ้านอกแรงโน้มถ่วงจึงสามารถลอยอยู่ได้ด้วยแรงดึงที่แม้แต่พายุรุนแรงที่สุดในชั้นบรรยากาศโลก ก็ไม่สามารถโยกคลอนอะไรได้
ส่วนที่ยากที่สุดของการสร้างลิฟต์อวกาสไม่ใช่เรื่องเป็นไปไม่ได้… แต่เป็นเทคนิคการก่อสร้างลิฟต์ชุดแรกที่ต้องใช้จรวดขนส่งสถานีค้างฟ้าขึ้นไปก่อสร้าง รวมทั้งการโยงเคเบิล Carbon Nanotube ยาว 38,500 กิโลเมตรมาโยงกับพื้นโลก… ซึ่งนี่ไม่ได้มีแต่ภารกิจเดินทางออกนอกโลก ที่ขึ้นจรวดก็บินออกไปได้ในไม่กี่นาที อย่างที่หลายๆ คนหัวเราะและเข้าใจ… แต่ทั้งหมดเป็นเรื่องของการพัฒนาเทคโนโลยีการก่อสร้างในอวกาศและการพัฒนาระบบคมนาคมขนส่ง ที่นักลงทุนอย่าง Obayashi Corporation และ LiftPort Group รวมทั้ง Google รู้ดีว่าคุ้มค่าการลงทุนอย่างแน่นอนตั้งแต่ขั้นเริ่มคิดและพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ แล้ว… การเดินหน้าโครงการเต็มตัวของ Obayashi Corporation ผ่านโครงการ STARS-Me จึงไม่ใช่เรื่องเหลวไหลสูญเปล่า
Welcome to Space Elevator Era
อ้างอิง
One reply on “Road to the Space Elevator… เส้นทางไปลิฟต์อวกาศ”
[…] https://reder.red/road-to-the-space-elevator-12-04-2020/ […]