ระยะทางจากโลกไปดาวอังคารนั้น ยานอวกาศที่เดินทางเร็วที่สุดเวลานี้ต้องใช้เวลาเดินทางนานถึง 6 เดือน แต่ด้วยแนวคิดใหม่นั่นคือการใช้แสงเลเซอร์มาช่วยเพิ่มพลังขับดัน ยานอวกาศในอนาคตจะใช้เวลาเดินทางไปถึงดาวอังคารเพียง 45 วันเท่านั้น
ทีมวิศวกรจากมหาวิทยาลัยแม็กกิลล์ (McGill University) ของแคนาดา นำโดยเอ็มมานูเอล ดูเพลย์ คิดค้นระบบขับดันยานอวกาศแบบใหม่ นั่นคือระบบขับดันเลเซอร์-ความร้อน (Laser-thermal propulsion system) ที่มีแนวคิดคือการใช้เลเซอร์จากฐานยิงบนผิวโลก ยิงขึ้นไปยังฐานปล่อยยานที่โคจรอยู่ในอวกาศ เพื่อให้ความร้อนเชื้อเพลิงจนเกิดความเร่งมหาศาล จากนั้นเมื่อความเร็วฐานปล่อยไปถึงจุดที่กำหนดก็จะแยกตัวส่งห้องโดยสารหรือโมดูลสัมภาระไปสู่ดาวอังคาร ส่วนของฐานปล่อยเมื่อเชื้อเพลิงเริ่มเย็นลงก็จะกลับมาโคจรรอบโลกตามเดิม ซึ่งแนวคิดนี้หากเชื้อเพลิงในฐายปล่อยลอยฟ้ายังไม่หมดก็อาจใช้ส่งโมดูลใหม่ได้อีกเรื่อยๆ
ระบบขับดันเลเซอร์-ความร้อน (Laser-thermal propulsion system) นี้ จะใช้แผงยิงเลเซอร์ขนาดใหญ่บนพื้นโลกที่มีความกว้าง 10×10 เมตร ยิงลำแสงเลเซอร์อินฟราเรดขึ้นไปยังห้องเก็บเชื้อเพลิงไฮโดรเจนของฐานปล่อยยานที่อยู่ในอวกาศ โดยมีแผ่นสะท้อนแสงเลเซอร์บนตัวยานคอยปรับให้ยิงได้ตรงตำแหน่ง ทำให้ไฮโดรเจนกลายเป็นพลาสมาร้อนที่มีอุณหภูมิสูงถึง 40,000 เคลวิน
ไอพ่นขับดันพลังสูงที่เกิดขึ้นจากพลาสมาร้อน จะส่งให้ยานที่ยังอยู่ในห้วงอวกาศใกล้โลก ทะยานออกพ้นขอบเขตวงโคจรของดวงจันทร์ได้ภายใน 8 ชั่วโมงเท่านั้น โดยยานจะคงความเร็วอยู่ที่ระดับ 16-17 กิโลเมตรต่อวินาที จนไปถึงดาวอังคารได้ภายในระยะเวลาประมาณ 45 วัน
ปัญหาคือห้องโดยสารหรือโมดูลสัมภาระที่มีมวล 1 ตันเดินทางด้วยความเร็ว 17 กิโลเมตรต่อวินาทีจะมีปัญหาเมื่อไปถึงวงโคจรดาวอังคาร นั่นคือต้องใช้พลังงานอีกมากมายเพื่อ “เบรค” ให้ความเร็วของยานลดลงจนถูกแรงโน้มถ่วงของดาวอังคาร “จับ” ไว้ได้ ไม่งั้นจะพุ่งเลยไปในอวกาศอันมืดมิดตลอดกาล ปัญหานี้ทางทีมวิศวกรผู้ออกแบบมีแนวคิดว่าอาจคจะต้องใช้วิธีทำแอโรเบรกกิง (Aerobreaking) นั่นคือใช้แรงเสียดทานจากชั้นบรรยากาศอันเบาบางของดาวอังคารมาช่วย โดยจะมีการจุดจรวดเพื่อปรับมุมให้ยานเอียงเข้าหาดาวอังคารจนสามารถชะลอความเร็วลงถึงจุดที่เหมาะสม สามารถลงจอดได้ในที่สุด
แนวคิดทั้งหมดแม้จะมีคความเป็นไปได้ แต่ก็ยังมีเรื่องรางต่างๆที่ต้องแก้ไขเพิ่มเติมอีกมาก ทีมงานยังคงต้องการเวลาอีกหลายปีเพื่อพัฒนาระบบขับดันด้วยเลเซอร์นี้ให้สมบูรณ์ ซึ่งอาจต้องใช้เวลาไปอีกนานจึงถึงประมาณปี 2040 เป็นอย่างน้อย
เครดิตภาพและรายละเอียดเพิ่มเติมจาก https://www.centauri-dreams.org/2022/02/18/laser-thermal-propulsion-for-rapid-transit-to-mars-part-2/
