ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

NASA กับการพัฒนาการเก็บ “เชื้อเพลิงเหลวเยือกแข็ง” สำหรับภารกิจ “อาร์ทิมิส”

22 ม.ค. 675 นาที22 ม.ค. 67

NASA กำลังพัฒนาวิธีในการ “กักเก็บเชื้อเพลิงเหลว” ทั้งไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวที่ต้องเก็บรักษาในอุณหภูมิติดลบ 200 องศาเซลเซียสในอวกาศ เพื่อภารกิจ “อาร์ทิมิส” และภารกิจที่ตามมาในอนาคต เช่น ภารกิจส่งมนุษย์สู่ “ดาวอังคาร”

ขนาดตัวอักษร

NASA กำลังพัฒนาวิธีในการ “กักเก็บเชื้อเพลิงเหลว” ทั้งไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวที่ต้องเก็บรักษาในอุณหภูมิติดลบ 200 องศาเซลเซียสในอวกาศ เพื่อภารกิจ “อาร์ทิมิส” และภารกิจที่ตามมาในอนาคต เช่น ภารกิจส่งมนุษย์สู่ “ดาวอังคาร” ซึ่งการเก็บรักษาเชื้อเพลิงให้อยู่ในสถานะของเหลวที่ประหยัดพื้นที่และพร้อมใช้งานคืออีกหนึ่งความท้าทายของ NASA

NASA กำลังศึกษาการเก็บเชื้อเพลิงเหลวที่จำเป็นต่อภารกิจ Atemis และภารกิจอันทะเยอทะยานต่าง ๆ มากมายในอนาคต ซึ่งการเก็บเชื้อเพลิงของจรวดให้อยู่ในสถานะของเหลวนั้นจำเป็นต้องใช้อุณหภูมิที่เย็นจัด เนื่องจากเชื้อเพลิงของจรวดเป็นของเหลวกลุ่มไครโอเจนิก (Cryogenic) เช่น ไฮโดรเจนเหลว ออกซิเจนเหลว และมีเทนเหลว เป็นต้น สารเหล่านี้จะเป็นของเหลวในอุณหภูมิที่เย็นจัดเท่านั้น ซึ่งจะต้องครอบคลุมถึงการเก็บในสภาวะสุดขั้วของอวกาศและรวมไปถึงการเติมเชื้อเพลิงให้กับจรวดในอุณหภูมิที่เย็นจัดอีกด้วย

ความท้าทายของการเก็บเชื้อเพลิงที่เป็นกลุ่มไครโอเจนิก คือการต้องเก็บในอุณหภูมิที่เย็นจัด เชื้อเพลิงเหล่านี้ไม่เหมือนกับเชื้อเพลิงกลุ่มที่เคยใช้กับยานอวกาศที่สำรวจอวกาศห้วงลึกในอดีต เนื่องจากไฮดราซีน (Hydrazine) ที่ใช้กันอยู่เดิมนั้น แม้เป็นสารเคมีที่คงสภาพได้ดี แต่ประสิทธิภาพต่ำมาก อีกทั้งยังเป็นสารกลุ่มที่ยากต่อการผลิตและเป็นพิษสูง แตกต่างจากกลุ่มไครโอเจนิกที่มีประสิทธิภาพดีกว่ามาก ง่ายต่อการสังเคราะห์นอกโลก และที่สำคัญ เชื้อเพลิงกลุ่มนี้ไม่เป็นพิษกับมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

อย่างไรก็ตาม การเก็บเชื้อเพลิงไว้ในอุณหภูมิที่เย็นจัดนั้นเป็นเรื่องที่ท้าทายมาก เชื้อเพลิงกลุ่มนี้จะถูกใช้งานในจรวดเมื่อต้องยิงออกนอกโลก เพราะสถานที่ผลิตและจัดเก็บบนโลกได้รับการออกแบบไว้เป็นอย่างดี แตกต่างจากในอวกาศที่แหล่งพลังงานมีจำกัด อีกทั้งยากต่อการบริหารพื้นที่ในการจัดเก็บ ไม่รวมถึงการวัดปริมาณเชื้อเพลิงที่เหลืออยู่ภายในถังและการเติมเชื้อเพลิงให้กับจรวดนอกอวกาศ ทั้งหมดล้วนเป็นความท้าทายใหม่ที่ต้องพัฒนาเพื่อเตรียมความพร้อมในอนาคต

NASA ขณะกำลังทดสอบ Radio Frequency Mass Gauge

NASA Cryogenic Fluid Management (CFM) คือโครงการการพัฒนาการจัดเก็บเชื้อเพลิงเหลวไครโอเจนิกภายนอกอวกาศสำหรับภารกิจบนดวงจันทร์ ดาวอังคาร และภายในห้วงอวกาศลึก ซึ่งเป็นโครงการวิจัยที่มีความท้าทายเป็นอย่างมากเพราะเป็นงานที่ไม่เคยมีใครทำมาก่อนกับการต้องคิดค้นวิธีในการสร้างถังจัดเก็บเชื้อเพลิงไครโอเจนิกในปริมาณมหาศาล ตลอดระยะเวลาภารกิจที่จะกินเวลามากกว่าหลักเดือน โดยที่ยังต้องสามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ

ถังเชื้อเพลิงไครโอเจนิกจะต้องเผชิญกับคลื่นความร้อนโดยตรงจากดวงอาทิตย์ ซึ่งอาจทำให้อุณหภูมิภายในถังสูงจนเกิดการระเบิดได้ ดังนั้น NASA จึงต้องศึกษาถังเชื้อเพลิงนี้อย่างถ้วนถี่ เพื่อป้องกันสิ่งที่ไม่คาดคิดที่อาจจะเกิดขึ้นในอนาคต

NASA ได้ทดลองถังเชื้อเพลิงภายในห้องสุญญากาศ In-Space Propulsion ของศูนย์วิจัยทดสอบ Neil Armstrong ของ NASA เอง ในรัฐโอไฮโอของสหรัฐ เพื่อทดสอบถังเชื้อเพลิงเมื่อต้องเผชิญกับสภาวะสุญญากาศและมีความแตกต่างกันมากของอุณหภูมิระหว่างนอกถังกับภายในถัง

การทราบปริมาณเชื้อเพลิงภายในถังเชื้อเพลิงก็เป็นอีกหนึ่งสิ่งที่สำคัญ ซึ่ง NASA นั้นมีบทเรียนอันเจ็บปวดจากกระบวนการในการวัดปริมาณเชื้อเพลิงในอดีตจากภารกิจ Apollo 13 ที่ถังเชื้อเพลิงระเบิดระหว่างทางไปยังดวงจันทร์จากการตรวจวัดเชื้อเพลิงภายในถังเชื้อเพลิง ในครั้งนี้ NASA นำบทเรียนมาปรับปรุงเพื่อพัฒนาวิธีการในการตรวจวัดปริมาณเชื้อเพลิงภายในถังด้วยคลื่นวิทยุ ซึ่ง NASA เรียกเครื่องมือชนิดนี้ว่า Radio Frequency Mass Gauge (RFMG) ซึ่งเครื่องมือชนิดนี้ได้รับการทดสอบในเที่ยวบินแบบพาราโบลาและบนสถานีอวกาศแล้วว่าสามารถที่จะวัดปริมาณของเชื้อเพลิงภายในถังได้จริง และกำลังจะทดสอบบนดวงจันทร์ในเร็ว ๆ นี้

การถ่ายเชื้อเพลิงไครโอเจนิกจากถังเก็บเชื้อเพลิงไปยังจรวดเป็นอีกสิ่งหนึ่งที่จำเป็นในภารกิจการไปเยือนดวงจันทร์ของมนุษย์ ซึ่งถังเก็บเชื้อเพลิงเหล่านี้จะไร้ซึ่งประโยชน์หากมันไม่สามารถถ่ายโอนเชื้อเพลิงเข้าหรือออกจากถังได้ การพัฒนาระบบการถ่ายโอนเชื้อเพลิงภายใต้อุณหภูมิที่เย็นจัดเป็นไปเพื่อป้องกันการระเหยของเชื้อเพลิงไครโอเจนิก เบื้องต้น NASA ได้พิสูจน์แนวคิดแล้วว่าสามารถใช้งานได้จริง แต่กำลังย่อส่วนของกลไกเพื่อใช้ในการทดสอบจริงสำหรับเที่ยวบินแบบพาราโบลาและการทดสอบในอวกาศ

ท้ายที่สุดแล้ว ความพยายามของ NASA ในการพัฒนาและทดสอบระบบ CFM ที่ใช้จะสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและคุ้มค่า เนื่องจากงานวิจัยนี้สำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จของภารกิจที่ทะเยอทะยานของในอนาคตของมนุษยชาติ เป็นอีกหนึ่งงานรากฐานที่จำเป็นต่อการตั้งอาณานิคมของมนุษย์บนดวงจันทร์ ดาวอังคาร และการสำรวจห้วงอวกาศลึก

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS  

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

ที่มา :  NASA

อาร์ทิมิส
เขียนโดย

🌎 "รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก" ไปกับ Thai PBS Sci & Tech • วิทยาศาสตร์ • เทคโนโลยี นวัตกรรม • ดาราศาสตร์ • Media Literacy • Cyber Security • Tips & Tricks • Trends

บทความที่เกี่ยวข้อง

สร้างฐานบนดวงจันทร์! แผนต่อไปของ NASA หลังภารกิจ Artemis II สำเร็จอวกาศ

สร้างฐานบนดวงจันทร์! แผนต่อไปของ NASA หลังภารกิจ Artemis II สำเร็จ

ฝันใหญ่..ไปให้ถึง หลังประสบความสำเร็จในภารกิจ Artemis II นาซา (NASA) มีแผนจะสร้างฐานถาวรบนดวงจันทร์ ให้แล้วเสร็จภายในปี 2032 เพื่อไปสู่ก้าวสำคัญครั้งต่อไป นั่นคือการ “สำรวจดาวอังคาร”

16 เม.ย. 69|16 เม.ย. 69
อ่านต่อ →
AVATAR Lab-on-Chip ที่เดินทางไปกับ Artemis IIอวกาศ

AVATAR Lab-on-Chip ที่เดินทางไปกับ Artemis II

ในขณะที่ยานโอไรออนพานักบินอวกาศเดินทางไปยังดวงจันทร์ในภารกิจอาร์ทิมิส 2 นาซาได้พาอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ชิ้นหนึ่งเดินทางไปกับนักบินอวกาศด้วย นั่นก็คือ AVATAR

15 เม.ย. 69|15 เม.ย. 69
อ่านต่อ →
ลูกเรือ Artemis II รอดได้อย่างไร? เมื่อเผชิญ 3,000 องศาฯ ตอนกลับเข้าชั้นบรรยากาศโลกอวกาศ

ลูกเรือ Artemis II รอดได้อย่างไร? เมื่อเผชิญ 3,000 องศาฯ ตอนกลับเข้าชั้นบรรยากาศโลก

ลูกเรือ Artemis II เดินทางกลับถึงโลกโดยสวัสดิภาพ ซึ่งกว่าจะถึงพื้นโลกมีเรื่องน่าสนใจคือ พวกเขามีชีวิตรอดได้อย่างไร เมื่อต้องเผชิญกับอุณหภูมิสูงถึง 3,000 องศาเซลเซียส

11 เม.ย. 69|11 เม.ย. 69
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้าสิ่งแวดล้อม

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้า

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศวิทยาศาสตร์

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วันอวกาศ

ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วัน

09 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
รู้จัก 2 ภาพจาก Google Doodle ต้อนรับสัปดาห์อวกาศโลก 2026อวกาศ

รู้จัก 2 ภาพจาก Google Doodle ต้อนรับสัปดาห์อวกาศโลก 2026

08 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
อวกาศอาจเป็นทางออก ! เมื่อพลังงานจากโลกไม่พอใช้ จนหลายชาติเล็งผลิตไฟฟ้านอกโลกอวกาศ

อวกาศอาจเป็นทางออก ! เมื่อพลังงานจากโลกไม่พอใช้ จนหลายชาติเล็งผลิตไฟฟ้านอกโลก

07 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
นาซาพบหลุมอุกกาบาตเกิดใหม่บนดวงจันทร์ ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยบันทึกได้อวกาศ

นาซาพบหลุมอุกกาบาตเกิดใหม่บนดวงจันทร์ ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยบันทึกได้

06 ต.ค. 69
อ่านต่อ →