SpaceX เตรียมทดสอบการจับสตาร์ชิปสองส่วนพร้อมกัน

ภารกิจทดสอบครั้งต่อไปของ SpaceX กำลังถูกจับตามองอย่างมาก เพราะบริษัทมีแผนทำสิ่งที่ท้าทายที่สุดครั้งหนึ่งในประวัติศาสตร์ของจรวดนำกลับมาใช้ใหม่ นั่นคือการจับทั้งบูสเตอร์ Super Heavy และยานชั้นบน Ship กลับเข้าสู่ฐานปล่อยด้วยแขนกลของหอคอย Mechazilla ในเที่ยวบินเดียวกัน แผนนี้ทำให้ SpaceX เตรียมทดสอบการจับสตาร์ชิปสองส่วนพร้อมกัน และหากทำสำเร็จ ก็จะเป็นก้าวสำคัญสู่ระบบขนส่งอวกาศที่สามารถใช้งานซ้ำได้เกือบทั้งหมด

เที่ยวบินทดสอบก่อนหน้านี้ของ Starship สามารถส่งจรวดขนาดยักษ์ขึ้นสู่วงโคจรได้เป็นครั้งแรก นับเป็นหมุดหมายทางเทคนิคที่สำคัญอย่างยิ่ง แม้ภารกิจดังกล่าวจะยังไม่สมบูรณ์แบบ แต่ก็พิสูจน์ว่าระบบจรวดที่มีขนาดใหญ่และซับซ้อนนี้สามารถเดินทางไปถึงระดับวงโคจรได้จริง อย่างไรก็ตาม การไปถึงวงโคจรเป็นเพียงส่วนหนึ่งของเป้าหมาย เพราะ SpaceX ต้องการให้ทั้งสองส่วนของจรวดกลับมาและถูกนำไปใช้ใหม่ได้อย่างรวดเร็ว

SpaceX เตรียมทดสอบการจับสตาร์ชิปสองส่วนพร้อมกัน

อีลอน มัสก์ ซีอีโอของ SpaceX เปิดเผยระหว่างการรายงานผลประกอบการไตรมาสที่สามว่า เที่ยวบินถัดไปของ Starship หรือ Flight 15 อาจเป็นครั้งแรกที่บริษัทพยายามจับทั้ง Super Heavy และ Ship โดยกำหนดการเบื้องต้นระบุว่าอาจเกิดขึ้นเร็วที่สุดในวันที่ 8 พฤศจิกายน การทดลองนี้จะแตกต่างจากภารกิจก่อนหน้าอย่างมาก เพราะ SpaceX เคยจับ Super Heavy กลับมาได้แล้วสามครั้ง แต่ยังไม่เคยจับ Ship ซึ่งเป็นยานชั้นบนที่เดินทางกลับจากวงโคจรมาก่อน

หากทุกอย่างเป็นไปตามแผน Flight 15 จะกลายเป็นภารกิจที่สามารถกู้คืนยานปล่อยสู่วงโคจรได้ครบทั้งระบบเป็นครั้งแรก ความสำเร็จลักษณะนี้จะเปลี่ยนแนวคิดของการปล่อยดาวเทียมและยานอวกาศ เพราะจรวดหนึ่งลำอาจไม่ต้องถูกทิ้งหลังใช้งานเพียงครั้งเดียว การลดชิ้นส่วนที่สูญเสียไปในแต่ละเที่ยวบินจะช่วยลดต้นทุน และอาจทำให้ภารกิจที่เคยมีราคาแพงเกินไปสามารถดำเนินการได้จริง

SpaceX เตรียมทดสอบการจับสตาร์ชิปสองส่วนพร้อมกันอย่างไร

วิดีโอจำลองภารกิจที่ SpaceX นำเสนอแสดงให้เห็นหอคอย Mechazilla แห่งหนึ่งในฐาน Starbase ทางตอนใต้ของรัฐเท็กซัส หอคอยเหล่านี้มีแขนกลขนาดใหญ่ที่เรียกว่า chopstick arms ทำหน้าที่รับและประคองชิ้นส่วนของจรวดขณะกลับลงมา การออกแบบดังกล่าวช่วยลดความจำเป็นในการใช้ขาตั้งลงจอดหรือโครงสร้างรองรับแบบเดิม และยังเปิดโอกาสให้ทีมงานเตรียมจรวดสำหรับเที่ยวบินถัดไปได้เร็วขึ้น

ตามภาพจำลอง Ship จะเดินทางกลับจากวงโคจรด้วยท่าทางที่เรียกว่า belly flop หรือการนอนราบให้ด้านลำตัวหันเข้าหาพื้นโลก ระหว่างช่วงกลับเข้าสู่บรรยากาศ ยานจะใช้แผงควบคุมและเครื่องยนต์เพื่อจัดทิศทาง จากนั้นเมื่อเข้าใกล้พื้นที่ลงจอด Ship จะจุดเครื่องยนต์เป็นช่วงสั้น ๆ เพื่อชะลอความเร็วและพลิกตัวกลับมาอยู่ในแนวตั้ง การเคลื่อนไหวช่วงสุดท้ายต้องแม่นยำอย่างมาก เพราะยานจะต้องลดระดับลงตรงกลางแขนกล ก่อนที่แขนทั้งสองข้างจะปิดเข้าหากันเพื่อรับน้ำหนักของยาน

ส่วน Super Heavy จะใช้กระบวนการที่มีลักษณะคล้ายกัน แต่เป็นขั้นตอนที่ SpaceX มีประสบการณ์มากกว่า บูสเตอร์จะกลับเข้าสู่บริเวณฐานปล่อยและถูกจับด้วย Mechazilla อีกหอคอยหนึ่ง การจับสองชิ้นส่วนในภารกิจเดียวจึงต้องอาศัยการประสานงานของระบบนำทาง เครื่องยนต์ เซ็นเซอร์ และทีมควบคุมภาคพื้นดินอย่างแม่นยำ

ความท้าทายของการจับ Ship

การจับ Super Heavy อาจดูเป็นงานที่มีความเสี่ยง แต่ SpaceX ได้พิสูจน์แนวทางนี้มาแล้วหลายครั้ง ความท้าทายที่ใหญ่กว่าคือการจับ Ship เพราะยานจะต้องเดินทางกลับจากระดับวงโคจรด้วยความเร็วสูงกว่า และต้องผ่านความร้อนรวมถึงแรงกดดันมหาศาลขณะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ หากเครื่องยนต์ทำงานผิดปกติ หรือเกิดเหตุขัดข้องระหว่างขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่ง ยานอาจไม่สามารถกลับมาเหนือ Starbase ได้ตามตำแหน่งที่วางแผนไว้

ความสำเร็จของการจับยังขึ้นอยู่กับการที่ Ship ต้องทำภารกิจในวงโคจรให้เสร็จสมบูรณ์ก่อน หากยานต้องกลับสู่โลกเร็วกว่ากำหนดเหมือนปัญหาที่เคยเกิดขึ้นในเที่ยวบินที่ผ่านมา เส้นทางกลับเข้าสู่บรรยากาศอาจไม่พาดผ่านบริเวณฐานปล่อย นั่นหมายความว่าแม้ยานจะยังลงจอดได้อย่างปลอดภัย แต่ SpaceX ก็อาจไม่มีโอกาสจับมันด้วย Mechazilla

• ความเร็วสูง: Ship ต้องควบคุมพลังงานและความเร็วให้เหมาะสมก่อนเข้าใกล้หอคอย
• การกลับตัว: ยานต้องเปลี่ยนจากท่านอนราบเป็นแนวตั้งในเวลาที่จำกัด
• ความแม่นยำ: ตำแหน่งของยานต้องตรงกับช่องว่างระหว่างแขนกล
• ความน่าเชื่อถือของเครื่องยนต์: เครื่องยนต์ Raptor 3 ต้องทำงานครบทุกช่วงสำคัญ

เครื่องยนต์ Raptor 3 กับบททดสอบครั้งสำคัญ

นับตั้งแต่ Flight 14 SpaceX ได้พยายามแก้ไขปัญหาเครื่องยนต์ที่ทำให้เที่ยวบินวงโคจรครั้งแรกของ Starship จบลงก่อนเวลา บริษัทนำเครื่องยนต์ Raptor 3 รุ่นปรับปรุงมาใช้งานแล้วหลายเที่ยวบิน แต่เครื่องยนต์ยังเคยเกิดความผิดปกติในทุกครั้งที่ผ่านมา ปัญหานี้จึงเป็นตัวแปรสำคัญของ Flight 15 เพราะการจับ Ship จะเกิดขึ้นไม่ได้เลย หากยานไม่สามารถรักษาเส้นทางและทำภารกิจในวงโคจรได้อย่างครบถ้วน

SpaceX มีแนวทางพัฒนาแบบทดสอบจริงและปรับปรุงระบบอย่างต่อเนื่อง ความล้มเหลวแต่ละครั้งช่วยให้ทีมวิศวกรเห็นข้อมูลจากสภาพแวดล้อมจริง ซึ่งมีความซับซ้อนกว่าการจำลองภาคพื้นดินมาก แม้ความเสี่ยงจะยังสูง แต่ข้อมูลเหล่านี้สามารถนำไปใช้ปรับปรุงซอฟต์แวร์ ระบบเชื้อเพลิง การระบายความร้อน และการควบคุมเครื่องยนต์ได้โดยตรง

ทำไมการจับสองส่วนจึงสำคัญต่ออนาคตของ Starship

หัวใจสำคัญของ Starship คือการนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างรวดเร็วและมีต้นทุนต่ำ การกู้คืนเพียงบูสเตอร์ยังไม่เพียงพอ เพราะยานชั้นบนเป็นชิ้นส่วนที่มีมูลค่าและความซับซ้อนสูง หากต้องสร้าง Ship ใหม่สำหรับทุกภารกิจ ต้นทุนการปล่อยก็ยังคงสูงและระยะเวลาเตรียมภารกิจจะยาวนาน การจับทั้งสองส่วนกลับมาได้จึงเป็นขั้นตอนที่จำเป็นต่อเป้าหมายการใช้จรวดซ้ำแบบเต็มรูปแบบ

ในระยะต่อไป SpaceX ยังต้องพัฒนาการตรวจสอบ การเติมเชื้อเพลิง การซ่อมบำรุง และการนำ Ship กลับขึ้นบินใหม่ บริษัทจะต้องเพิ่มความถี่ในการปล่อยโดยไม่ลดระดับความปลอดภัย รวมถึงสร้างระบบภาคพื้นดินที่รองรับเที่ยวบินจำนวนมาก หากทำได้สำเร็จ Starship อาจมีบทบาทตั้งแต่การส่งดาวเทียม การขนส่งสัมภาระ ไปจนถึงภารกิจดวงจันทร์และดาวอังคาร

โดยส่วนตัวแล้ว การทดสอบนี้ไม่ควรถูกมองเพียงว่าเป็นการแสดงความสามารถของจรวด แต่เป็นการทดสอบแนวคิดทางเศรษฐศาสตร์ของอุตสาหกรรมอวกาศด้วย หาก SpaceX ทำให้จรวดขนาดใหญ่กลับมาใช้ซ้ำได้จริง ต้นทุนต่อเที่ยวบินอาจลดลงอย่างมาก และอาจเปิดประตูให้บริษัทหรือประเทศต่าง ๆ เข้าถึงอวกาศได้ง่ายขึ้น แม้เส้นทางข้างหน้าจะยังเต็มไปด้วยความเสี่ยง แต่ SpaceX เตรียมทดสอบการจับสตาร์ชิปสองส่วนพร้อมกัน ถือเป็นหมุดหมายที่น่าติดตามอย่างยิ่ง ติดตามผล Flight 15 เพื่อดูว่าความฝันเรื่องจรวดที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ทั้งระบบจะเข้าใกล้ความจริงเพียงใด

ที่มา – SpaceX Is Finally Going for the Starship Double Catch