อภิมหาไกล แสนล้านไกล!

ข้างลานจอดรถของศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลล์ (Marshall Space Flight Center) ในรัฐแอละบามา มีอนุสรณ์จากยุคที่การท่องอวกาศของมนุษย์ดูประหนึ่งอนาคตที่ไม่อาจหลีกเลี่ยงตั้งอยู่ ทั้งชัดเจนและยิ่งใหญ่ราวกับจรวดที่พุ่งขึ้นจากแหลมแคนาเวอรัล “นี่ไม่ใช่แบบจำลองนะครับ” 

เลส จอห์นสัน นักฟิสิกส์ประจำองค์การนาซา บอก ขณะที่เรามองดูโครงสร้างสูง 10 เมตร ซึ่งประกอบไปด้วยท่อ หัวพ่น และแผงกันความร้อน “นี่คือเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ของแท้แน่นอนเลยครับ” ย้อนหลังไปเมื่อปี 1969 องค์การนาซาเคย เสนอให้ส่งมนุษย์อวกาศ 12 คน ไปดาวอังคารด้วยยานอวกาศสองลำ ซึ่งติดเครื่องยนต์ชนิดนี้ลำละสามเครื่อง











สามสิบปีหลังภารกิจเดินทางสู่ดาวอังคารที่ไม่เคยเกิดขึ้น ในยามเช้าอันชื้นแฉะของเดือนมิถุนายน จอห์นสันมองเครื่องยนต์ขนาด 18,000 กิโลกรัม ตรงหน้าเราด้วยแววตาเศร้าสร้อย เขาเป็นหัวหน้าทีมเล็กๆ ทีมหนึ่งที่ประเมินความเป็นไปได้ ของ “แนวคิดก้าวหน้า” ในเทคโนโลยีอวกาศ และเครื่องยนต์นิวเคลียร์ยุคเก่าที่เรียกว่า เนอร์วา (NERVA ย่อมาจาก Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) “ถ้าเราจะส่งคนไปดาวอังคาร เราก็น่าจะกลับมาพิจารณาเครื่องนี้ดูอีกครั้ง” จอห์นสันบอก “เชื้อเพลิงขับเคลื่อนน่าจะลดลงถึงครึ่งหนึ่งจากจรวดปกติเชียวครับ”







องค์การนาซากำลังออกแบบจรวดปกติมาแทนจรวดแซทเทิร์น 5 ซึ่งปลดประจำการไปเมื่อปี 1973 ไม่นานหลังการลงจอดบนดวงจันทร์ครั้งสุดท้าย และยังไม่มีการกำหนดว่าจรวดลำใหม่จะลงจอดที่ใด โครงการเนอร์วาเองก็ปิดฉากลงในปี 1973 เช่นกันโดยไม่มีการบินทดสอบ นับแต่นั้นมาตลอดช่วงยุคกระสวยอวกาศ มนุษย์ก็ไม่เคยออกจากโลกไปไกลเกินกว่า 600 กิโลเมตรเลย





เมื่อฤดูใบไม้ผลิที่ผ่านมา บริษัท สเปซเอกซ์ (SpaceX) ซึ่งตั้งอยู่ใกล้เมืองลอสแอนเจลิส ใช้จรวดของบริษัทหนึ่งลำส่งแคปซูลไร้มนุษย์บรรทุกสัมภาระขึ้นไปต่อเชื่อมกับสถานีอวกาศนานาชาติ สเปซเอกซ์นำหน้าบริษัทอื่นอีกหลายบริษัทในการแข่งขันสร้างยานลำเลียงสำหรับสถานีอวกาศ ที่จะใช้แทนกระสวยอวกาศ ก่อนหน้านั้น บริษัท แพลเนทารีรีซอร์เซส (Planetary 
Resources) ซึ่งได้เงินทุนจากแลร์รี เพจ และ อีริก ชมิดต์ มหาเศรษฐีเจ้าของบริษัทกูเกิล (Google) ประกาศแผนส่งยานอวกาศหุ่นยนต์ไปทำเหมืองแร่โลหะมูลค่าสูงบนดาวเคราะห์น้อย “เราหวังว่าภายในสิ้นทศวรรษ เราจะสามารถกำหนดเป้าหมายเบื้องต้นและเริ่มขุดเจาะได้ครับ” ปีเตอร์ เดียแมนดิส ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัท บอก



ทรัพยากรอย่างหนึ่งที่เดียแมนดิสกับอีริก แอนเดอร์สัน ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัท หมายตาไว้คือแพลทินัม (platinum) ซึ่งหายากในโลกจนราคาพุ่งสูงถึงกรัมละ 55 ดอลลาร์สหรัฐฯ การส่งหุ่นยนต์ไปไกลหนึ่งล้านกิโลเมตรหรือมากกว่านั้น เพื่อสกัดสินแร่และทำให้บริสุทธิ์บนดาวเคราะห์น้อยที่ความโน้มถ่วงใกล้ศูนย์ หรือการลากดาวเคราะห์น้อยเข้ามาใกล้โลก ล้วนต้องอาศัยเทคโนโลยีที่ยังไม่เกิดขึ้นจริง “เป็นไปได้อย่างมากที่เราจะล้มเหลวครับ” แอนเดอร์สันยอมรับ “แต่เราเชื่อว่าการพยายามทำเรื่องนี้และผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในวิธีคิดและมุมมองที่ผู้คนมีต่ออวกาศเป็นเรื่องสำคัญ แน่ละครับ เราหวังจะทำเงินมหาศาลด้วย”



อีลอน มัสก์ วัย 41 ผู้ก่อตั้งบริษัทเพย์พาล (PayPal) เทสลามอเตอร์ส (Tesla Motors) และสเปซเอกซ์ ทำเงินได้มากโขอยู่แล้ว และทุ่มเททรัพย์สินไม่น้อยลงไปในโครงการอวกาศของเขา มัสก์บอกว่า จรวดลำใหม่ที่บริษัทสเปซเอกซ์กำลังพัฒนาอยู่จะสามารถบรรทุกสัมภาระได้มากกว่ากระสวยอวกาศสองเท่าด้วยสนนราคาราวหนึ่งในห้า เขาตั้งเป้าว่าจะลดต้นทุนการส่งจรวดลงให้ได้ 50 ถึง 100 เท่า ด้วยการพัฒนาจรวดลำแรกที่สามารถนำกลับมาใช้ไหม่ได้จริงๆ

สำหรับมัสก์ ทั้งหมดนี้เป็นส่วนหนึ่งของแผนการใหญ่ที่จะจัดตั้งอาณานิคมถาวรของมนุษย์บนดาวอังคาร ที่ผ่านมานาซาประสบความสำเร็จอย่างมากบนดาวอังคาร ด้วยการใช้รถสำรวจไร้มนุษย์ โดยมีรถคิวริออซิตี (Curiosity) เป็นคันล่าสุด แต่กลับต้องพับโครงการส่งมนุษย์ไปดาวอังคารเข้าลิ้นชักครั้งแล้วครั้งเล่า มัสก์คาดว่าสเปซเอกซ์จะนำมนุษย์อวกาศไปลงดาวอังคารได้ภายใน 20 ปี และต่อเนื่องไปเรื่อยๆ ตลอดหลายทศวรรษหลังจากนั้น

ยานฮีลิออส 2 (Helios 2) ซึ่งถูกส่งไปเฝ้าสังเกตดวงอาทิตย์ เมื่อปี 1976 เป็นยานอวกาศที่เร็วที่สุดที่มนุษย์เคยสร้างขึ้น สามารถทำความเร็วได้สูงถึง 253,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ด้วยอัตราความเร็วขนาดนี้ ยานอวกาศที่มุ่งสู่ดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้า (Proxima Centauri) ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุด จะใช้เวลาเดินทางกว่า 17,000 ปี สำหรับระยะทาง 40 ล้านล้านกิโลเมตร นี่คือห้วงเวลาที่แบ่งระหว่างมนุษย์ในปัจจุบันกับมนุษย์โครมันยอง บรรพบุรุษผู้รังสรรค์ศิลปะบนผนังถ้ำ ความจริงที่เลี่ยงไม่ได้นี้ทำให้แม้แต่ผู้ที่สนับสนุนการท่องอวกาศของมนุษย์อย่างแข็งขันบางคนยังต้องสรุปว่า การเดินทางสู่ดวงดาวนั้นถ้าไม่ใช่ด้วยหุ่นยนต์ก็คงเป็นเรื่องของนิยายวิทยาศาสตร์ไปตลอดกาล 

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์บางคนมองการถูกล้อมกรอบอยู่บนดาวเคราะห์เล็กๆ เพียงสองดวง [โลกและดาวอังคาร] ในดาราจักรอันกว้างใหญ่ตลอดกาลเป็นเรื่องคับข้องใจเกินทน “ถ้าเราเริ่มเดี๋ยวนี้ และเราก็ได้เริ่มแล้ว ผมเชื่อว่าเราน่าจะได้ออกไปสำรวจดาวดวงอื่นไม่ทางใดก็ทางหนึ่งภายในร้อยปีนี้แหละครับ” แอนเดรียส ซีโอลัส กล่าว เขาเป็นนักฟิสิกส์และอดีตนักวิจัยขององค์การนาซา ปัจจุบันเป็นหัวหน้าของอิคารัสอินเตอร์สเตลลาร์ (Icarus Interstellar) องค์กรไม่แสวงหาผลกำไรที่ประกาศพันธกิจว่า “จะทำให้การบินสู่ดวงดาวอื่นเป็นจริงให้ได้ก่อนปี 2100” 

ซีโอลัสคิดว่า เราอาจพัฒนาเครื่องยนต์สำหรับยานไปดวงดาวที่ใช้พลังงานจากการหลอมนิวเคลียส ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานของเหล่าดาวฤกษ์และระเบิดไฮโดรเจน เมื่อนิวเคลียสของอะตอมขนาดเล็กอย่างไฮโดรเจนหลอมรวมกัน พลังงานมหาศาลจะถูกปล่อยออกมาในปริมาณมากกว่าที่ได้จากการแบ่งแยกนิวเคลียสของอะตอมขนาดใหญ่อย่างยูเรเนียม ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และของเครื่องยนต์เนอร์วา แต่แม้ว่านักฟิสิกส์จะสร้างเครื่องปฏิกรณ์ชนิดหลอมนิวเคลียสได้แล้ว พวกเขาก็ยังไม่สามารถทำให้เครื่องนั้นสร้างพลังงานได้มากกว่าที่มันใช้ไป 

“ผมเชื่อในความชาญฉลาดของเราครับ” ซีโอลัส บอก เขาชี้ให้เห็นว่า เราใช้เวลาเพียงเจ็ดทศวรรษเท่านั้น ตั้งแต่เริ่มค้นพบอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอมไปจนถึงการประดิษฐ์เครื่องยนต์เนอร์วา เขาคิดว่าภายในปี 2100 เราจะสามารถสร้างเครื่องยนต์หลอมนิวเคลียสที่อาจขับเคลื่อนยานไปดวงดาวให้ทำความเร็วได้ระหว่างร้อยละ 15 ถึง 20 ของความเร็วแสง

ณ ตอนนี้ เครื่องยนต์หลอมนิวเคลียสยังห่างไกลความจริง เครื่องยนต์นิวเคลียร์อย่างเนอร์วาก็แพงเกินไป จรวดเคมีอาจไปถึงเขตสุดสุริยะได้ แต่คงไม่มีทางบรรทุกเชื้อเพลิงได้มากพอจะไปให้ถึงดาวภายในระยะเวลาอันเหมาะสม (ถ้ายานวอยเอเจอร์โคจรไปถูกทิศ มันจะผ่านดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้าภายใน 74,000 ปี) ท้ายที่สุด ทีมของจอห์นสันก็เลือกเทคโนโลยี “ย้อนยุค” ที่สุดด้วยการใช้ใบสุริยะ (solar sail) แสงอาทิตย์มีสมบัติเหมือนแสงทุกชนิด กล่าวคือประกอบด้วยอนุภาคโฟตอน ซึ่งผลักดันทุกสิ่งที่มันสัมผัส ด้วยระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงโลก แรงดันนี้เท่ากับสามกรัมต่อพื้นที่หนึ่งสนามฟุตบอล แต่ผืนผ้าสะท้อนแสงขนาดใหญ่และบางที่คลี่ออกได้ในสุญญากาศของอวกาศจะรับรู้แรงอันนุ่มนวลนี้และจะเร่งความเร็วขึ้นอย่างช้าๆ

เมื่อปี 2010 นาซาส่งใบสุริยะขนาด 9 ตารางเมตร ขึ้นสู่วงโคจรใกล้โลกและอยู่ได้นานหลายเดือน ทั้งยังมีแผนส่งอีกครั้งในปี 2014 คราวนี้เป็นใบขนาดใหญ่กว่า 1,000 ตารางเมตรเล็กน้อยและหนักเพียง 30 กิโลกรัม ใบพัดตามมุมใบสุริยะจะช่วยให้ผู้ควบคุมภาคพื้นดินสามารถบังคับทิศทางของยานซันแจมเมอร์ (Sunjammer) ในภารกิจการเดินทางต้านลมกว่าสามล้านกิโลเมตรเข้าหาดวงอาทิตย์ได้ ส่วนยานในภารกิจ 26 ล้านกิโลเมตรสู่เขตสุดสุริยะจะต้องใช้ใบทรงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 450 เมตร และยานจะทำความเร็วได้กว่า 150,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หลังส่งออกไปแล้วหนึ่งหรือสองปี

ในการสร้างยานไปดวงดาว ก่อนอื่นคุณต้องสร้างอนาคตที่เปลี่ยนเรื่องแต่งให้เป็นเรื่องจริง ซึ่งยากกว่าศาสตร์การสร้างจรวดมากมายนัก งานนี้ไม่ใช่การคิดว่าจะออกแบบยานอวกาศอย่างไรในวันนี้ แต่เป็นการค่อยๆ สร้างอารยธรรมที่จะสร้างยานอวกาศในอนาคต การวางกรอบความคิดไว้กว้างๆ แบบนี้ น่าจะช่วยลดทอนความเป็นไปไม่ได้ของจุดหมายลงได้บ้าง แต่โครงการนี้จะกินเวลานาน 100 ปี หรือ 500 ปีขึ้นอยู่กับระดับความบ้าของคุณ แต่ระดับของจอห์นสันนั้นค่อนข้างต่ำ

“ผมไม่รู้ว่าโลกอีกห้าร้อยปีข้างหน้าจะเป็นอย่างไรนะครับ ถ้าเรามีโรงไฟฟ้าชนิดหลอมนิวเคลียส มีแผงรับแสงอาทิตย์ในอวกาศที่ยิงพลังงานมาให้เราใช้ ถ้าเราทำเหมืองบนดวงจันทร์ และมีฐานอุตสาหกรรมในวงโคจรใกล้โลก อารยธรรมแบบนี้อาจจะทำได้ครับ เราต้องเป็นอารยธรรมที่กระจายไปในระบบสุริยะให้ได้ ก่อนจะคิดไปถึงการเดินทางสู่ดวงดาวครับ” เขาทิ้งท้าย

ที่มา : http://www.thairath.co.th/content/life/316366