นับเป็นเวลานานกว่า 45 หลังจากที่มนุษย์ได้เดินทางไปสำรวจดวงจันทร์เป็นครั้งแรก ในตอนนี้เราได้กลับมาให้ความสนใจกับมันใหม่อีกครั้ง ในฐานะของตำแหน่งสำคัญที่จะถูกนำมาใช้เป็นสถานีเติมเชื้อเพลิงให้กับยานอวกาศที่ต้องการเดินทางออกสู่อวกาศระยะไกล อย่างเช่นโครงการเดินทางสู่ดาวอังคารที่จะเกิดขึ้นในช่วงปี 2030 ที่จะถึงนี้

ทำไมจึงต้องเป็นดวงจันทร์ ? คำตอบนั้นง่ายมาก นั่นก็เพราะว่าแรงโน้มถ่วงของโลกเป็นปัญหาใหญ่สำหรับการส่งยานออกสู่อวกาศ เนื่องจากวัตถุอะไรก็ตามที่จะสามารถเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลกออกไปสู่อวกาศได้นั้น จะต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วถึง 11 กิโลเมตรต่อวินาที นั่นหมายความว่าจะต้องใข้เชื้อเพลิงปริมาณมหาศาลในการเร่งจรวดขับดันยานอวกาศให้ไปถึงความเร็วดังกล่าว ปัญหาที่ตามมาคือน้ำหนักและขนาดของท่อขับดัน เกิดความสิ้นเปลืองในทุกๆด้าน แต่หากเราสามารถปริมาณชื้อเพลิงของจรวดที่ใช้ในการส่งยานอวกาศลง โดยให้จรวดบรรจุเฉพาะเชื้อเพลิงที่ต้องใช้ในการเดินทางออกจากโลกเท่านั้น  ส่วนเชื้อเพลิงที่จะใช้ในกิจการอื่นเช่นใช้ในการเปลี่ยนระดับ หักเหทิศทางจรวด หรือใช้ชะลอความเร็วของยานเมื่อเดินทางไปถึงปลายทาง ก็ให้ไปเติมกลางอวกาศแทน วิธีการนี้ก็จะสามารถลดน้ำหนักของยานอวกาศไปได้เป็นอย่างมาก ทำให้เหลือพื้นที่พอที่จะใช้ในการขนอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์และนักบินเพิ่มได้อีกด้วย

222

จากการที่ยานสำรวจดวงจันทร์อย่าง NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter(LRO) และ Lunar Crater Observation and Sensing Satellite(LCOSS) ได้พบน้ำแข็งอยู่ในหลุมเครเตอร์ในเงามืดบริเวณขั้วเหนือและใต้ของดวงจันทร์ หลุมเหล่านี้มีความลึกเกินกว่าที่แสงจากดวงอาทิตย์จะส่องลงไปถึง ทำให้น้ำแข็งยังคงสภาพอยู่ได้ น้ำแข็งเหล่านี้คือแหล่งพลังงานหลักที่จะเปลี่ยนดวงจันทร์ให้เป็นสถานีผลิตเชื้อเพลิงสำหรับยานอวกาศ เพราะเมื่อมีน้ำ (แข็ง) เราก็จะสามารถสกัดไฮโดรเจนและออกซิเจนออกมาได้ ซึ่งธาตุเหล่านี้ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานอวกาศในปัจจุบัน

แต่การขุดน้ำแข็งเหล่านั้นขึ้นมาใช้ก็ไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากมันอยู่ในเงามืดของหลุมลึกตรงขั้วดวงจันทร์ที่แสงอาทิตย์ส่องไม่ถึง ทำให้รถสำรวจหรือเครื่องมือใดๆที่ใข้พลังงานจากแสงอาทิตย์ไม่สามารถทำงานได้ เพื่อแก้ปัญหานี้ทาง NASA เตรียมวางแผนในการสร้างแผงกระจกขนาดใหญ่ขึ้นมาเพื่อใช้สะท้อนแสงอาทิตย์ไปยังบริเวณดังกล่าวเพื่อให้พลังงานกับอุปกรณ์ โดย NASA มีแผนที่จะส่งโรเวอร์สำรวจทรัพยากร (NASA’s Lunar Resource Prospector) ไปดวงจันทร์ในปี 2020 เพื่อหาตำแหน่งที่เหมาะสม ในการทำสถานีขุดเจาะน้ำแข็งและสถานีในการอื่นเพื่อรองรับการขุดเจาะนี้

333

การสร้างสถานีขุดเจาะจะใช้ยานโรเวอร์ 3 ลำ เริ่มจากลำแรกคือโรเวอร์สำรวจ (Prospector) จะออกสำรวจบนดวงจันทร์เพื่อหาตำแหน่งที่เหมาะสม เมื่อโรเวอร์สำรวจพบสถานที่ๆต้องการแล้ว โรเวอร์คันที่สอง (The Constructor) จะเดินทางไปยังสถานที่ดังกล่าวและทำการสร้างสถานีงานขึ้นมา เมื่อเรียบร้อน ก็จะให้โรเวอร์คันที่ 3 (The Miner) เดินทางไปที่สถานีนั้นเพื่อติดตั้งตัวเองแปรสภาพเป็นหัวเจาะและเริ่มงานในการขุดน้ำแข็งเหล่านั้นขึ้นมา จากนั้นก็จะส่งน้ำแข็งออกจากดวงจันทร์ไปที่จุดนัดพบ L1 ด้วยยานขนส่งขนาดเล็ก

444

จะมีการสร้างสถานีเติมเชื้อเพลิงเอาไว้ที่จุด L1 ซึ่งย่อมาจาก จุดลากรานจ์ที่ 1 (Lagrange) เป็นจุดที่แรงโน้มถ่วงของโลกและแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์สมดุลกัน จึงเป็นจุดที่เหมาะสมที่ยานอวกาศจะสามารถแวะเติมเชื้อเพลิงได้โดยไม่ถูกรบกวนจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ดวงใดดวงหนึ่ง  น้ำแข็งที่ขุดขึ้นมาได้จากดวงจันทร์จะถูกยานขนส่งขนาดเล็กนำมายังสถานีเชื้อเพลิงบริเวณนี้  ซึ่งสถานีที่ว่าจะประกอบไปด้วยแผงโซลาร์เซลล์และโมดูลที่ใช้สำหรับการสกัดเอาไฮโดรเจนและออกซิเจนออกมาทำเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเติมให้กับยานอวกาศต่อไป โดยในขณะนี้ NASA กำลังพัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าวขึ้นมาและหวังว่าจะสามารถทำได้ทันก่อนปี 2030 จะมาถึง ซึ่งเป็นปีที่ NASA จะส่งมนุษย์กลุ่มแรกเดินทางไปยังดาวอังคาร

ผลที่ได้จากการสร้างสถานีเชื้อเพลิงขึ้นมาระหว่างโลกกับดวงจันทร์ จะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการเดินทางของยานอวกาศโดยเฉพาะค่าเชื้อเพลิงที่ใช้ นอกจากนั้นแล้วภารกิจหลักของยานอวกาศในยุคหลังคือการสำรวจสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกล ดังนั้นหากเราสามารถทำการเติมเชื้อเพลิงให้กับยานอวกาศพวกนึ้ระหว่างการเดินทางในอวกาศได้ จะช่วยลดพื้นที่ของยานอวกาศในส่วนบรรจุเชื้อเพลิงลง และเพิ่มพื้นที่สำหรับติดตั้งอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้นได้ จึงนับว่าเป็นแนวคิดที่น่าสนใจมากๆ

 

อ้างอิง http://www.iflscience.com/space/mining-the-moon-for-rocket-fuel-to-get-us-to-mars/all/
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Mechanics/lagpt.html