Blockdit Logo (Mobile)
Spaceth.co
•
15 เม.ย. 2022 เวลา 14:35 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
ปัญหา Wet Dress Rehearsal ที่แสดงถึงความดันทุรังของ SLS
NASA เริ่มนำเอาจรวด Space Launch System หรือ SLS ที่ผ่านการประกอบอย่างเสร็จสมบูรณ์ออกมาตั้งอวดโฉมที่ฐานปล่อย LC-39B ในฐานปล่อยที่ Kennedy Space Center ตั้งแต่วันที่ 17 มีนาคม 2022 เรียกได้ว่า สร้างความโล่งอกโล่งใจให้กับผู้ที่ติดตามข่าวสารโครงการ Artemis เป็นอย่างมาก หลังจากที่ถูกเลื่อนมาหลายต่อหลายครั้ง จนกลัวว่าการปล่อยยานครั้งแรกในเป้าหมายการกลับสู่ดวงจันทร์อีกครั้งในรอบครึ่งศตวรรษจะถูกเลื่อนไปอีก
อย่างไรก็ตามแม้ว่าการเลื่อนเอาตัวจรวด SLS มายังฐานปล่อยจะเป็นไปได้ด้วยดี แต่สำหรับการทดสอบครั้งแรกอย่างการทำ Wet Dress Rehearsal ตัวจรวด SLS และระบบต่าง ๆ บนฐานปล่อย ก็ส่อแววสร้างปัญหาให้กับภารกิจ Artemis I ตั้งแต่จรวดยังอยู่กับพื้นด้วยซ้ำ
2
Wet Dress Rehearsal เป็นการทดสอบการทำงานของตัวจรวดในช่วงก่อนการปล่อย ประกอบไปด้วยกระบวนการสำคัญ ๆ เช่น การเตรียมเชื้อเพลิง การเติมเชื้อเพลิงได้แก่ไฮโดรเจนเหลว และออกซิเจนเหลวเข้าสู่ตัวจรวด การควบคุมการทำงานของจรวดจากทีม Ground System (GS) และการทดสอบนับถอยหลังกระบวนขั้นตอนต่าง ๆ คล้ายกับการปล่อยจริง
1
ในการทดสอบ วิศวกรจะจ่ายเชื้อเพลิงได้แก่ ออกซิเจนเหลวถึง 740,000 ลิตร และไฮโดรเจนเหลวกว่า 2 ล้านลิตร รวมเกือบ 3 ล้านลิตร เข้าสู่จรวด เรียกได้ว่าเติมเต็มถัง ทุกถัง ตั้งแต่ First Stage ไปจนถึง Second Stage เหมือนกับการปล่อยจริง หลังจากนั้นก็จะทดสอบนับถอยหลังคล้ายกับการปล่อยจริงไปจนถึงวินาทีที่ T-10 (สิบวินาทีก่อนการปล่อย) ซึ่งเป็นช่วงที่จะมีการจุดเครื่องยนต์จริง ๆ แต่ในรอบนี้จะยังไม่ได้มีการจุด (ถ้าจุดจริงด้วย จะเรียกว่า Static Fire)
1
โดย NASA ได้วางตารางการทดสอบ Wet Dress Rehearsal ไว้ครั้งแรกในวันที่ 4 เมษายน 2022 ก่อนที่จะเลื่อนมาเรื่อย ๆ โดยปัญหาหลัก ๆ ที่เจอจะเกี่ยวข้องกับระบบความดัน และวาว์ลต่าง ๆ ในระบบการเติมเชื้อเพลิง จนถึงวันที่บทความนี้ถูกเขียน (15 เมษายน 2022) เป็นเวลาเกือบ 1 เดือน หลังจากที่ SLS ออกมาตั้งอวดโฉมบนฐานปล่อย ก็ยังไม่มีการทดสอบที่สำคัญใด ๆ สำเร็จเลย
จะว่าไป การเกิดเหตุการณ์เหล่านี้ก็ไม่น่าแปลกใจมาก แม้ว่าจรวด SLS สำหรับ Artemis I จะผ่านการทดสอบต่าง ๆ มากมาย และถูกย้ายไปย้ายมาในสหรัฐฯ เพื่อทดสอบ โดยเฉพาะการทำ Green Run Test ซึ่งเป็นการจุดจรวดทดสอบแบบ Full Duration (เท่าเวลาที่จะใช้จริงในภารกิจ) ในเดือนมกราคมปี 2021 แต่พอมาอยู่หน้างานจริง ฐานปล่อยจริง อุปกรณ์จริง ๆ ก็ไม่ใช่ว่าทุกอย่างจะดำเนินไปได้อย่างราบรื่น
2
แล้วปัญหาของ Space Launch System จริง ๆ คืออะไร
ต้องบอกว่า จริง ๆ แล้ว SLS นั้นไม่ได้ผิดอะไร เพราะการทดสอบจรวดแต่ละรุ่นกว่าจะสามารถใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ทั้งความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และการบริหารจัดการต้นทุน ต้องใช้เวลามาก ๆ SLS เป็นจรวดที่โคตรใหม่ (แม้จะเป็นการเอาของเก่า ๆ มา Recycle ก็ตาม) การทดสอบจรวดครั้งแรกในปี 2022 และหวังว่าจะทำภารกิจที่เกี่ยวข้องกับความเป็นความตายได้ทันในปี 2024 (สำหรับ Artemis II) และ 2025 (สำหรับ Artemis III) นับว่าเป็นความดันทุรังอย่างมาก
เพราะนี่หมายความว่า Artemis I จะเป็นการทดสอบครั้งเดียวก่อนที่จะมีมนุษย์เดินทางไปด้วย ซึ่ง SLS ก็เจอปัญหาตั้งแต่ยังไม่ทันพ้นจากพื้นโลกเลยด้วยซ้ำ ทำให้ยากที่จะเชื่อว่าในการปล่อยจริงจะไม่เกิดปัญหาขึ้น
ไม่ใช่แค่จรวด SLS เท่านั้น แต่ยานอวกาศ Orion ที่จะใช้ในภารกิจ Artemis I ก็เคยผ่านการทดสอบในอวกาศจริง ๆ เพียงแค่ครั้งเดียว คือในวันที่ 6 ธันวาคม ปี 2014 เท่านั้น (ใช่ เกือบสิบปีก่อน) ส่วนตัว Service Module ที่ทาง ESA ผลิตให้
ที่พูดมานี่ ไม่ใช่ว่าเราจะคาดหวังว่าจะได้เห็นอะไรบึ้มบ้ำ หรือ Artemis I จะกลายเป็นพลุ แต่มันหมายความว่าถ้าวิศวกรไม่แน่ใจในความปลอดภัย หรือยังคงเจอปัญหาต่าง ๆ เรื่อย ๆ การปล่อยก็จะต้องถูกเลื่อนไปเรื่อย ๆ เพื่อทดสอบแล้วทดสอบอีกจนแน่ใจ พูดง่าย ๆ ก็คือ บินกี่ครั้งมันไม่ได้สำคัญขนาดนั้น แต่มันสำคัญที่ว่าแก้ปัญหามากแค่ไหน ไม่ใช่ว่าส่งไปแล้วบึ้มแล้วค่อยกลับมาแก้ปัญหา (ใช่ มันคือ Waterfall vs. Agile นั่นแหละ)
อธิบายสำหรับใครที่อาจจะไม่คุ้นการทำ PDR (Preliminary Design Review) CDR (Critical Design Review) ปกติแล้วในทางวิศวกรรมอวกาศ เราจะออกแบบ Function หลักของการทำงานก่อนโดยละเอียดว่า ตัวงานจะต้องทำอะไรได้บ้าง อย่างไร ข้อจำกัดมีอะไรบ้าง คือจะต้องใส่มาให้หมด รู้ให้ครบทุกตัวแปร จากนั้นจะค่อยไปออกแบบ Component ย่อย ๆ ให้ตอบโจทย์ตามที่ออกแบบไว้ จากนั้นก็จะเริ่มทดสอบ Component ทีละตัว ทีละลำดับ ไปจนถึง Subsystem ไปจนถึงการทดสอบจริงในระดับ System Level เพื่อให้มั่นใจว่า อุปกรณ์ทุกตัว กระบวนการทุกกระบวนการเป็นไปตามแผน
1
ที่ต้องใช้วิธีการแบบนี้ก็เหมือนเหตุผลที่บอกไปด้านบน ว่าเราคงไม่อยากให้มันบึ้มบั้ม เป็นพลุ แล้วค่อยมาหาวิธีแก้ เพราะนอกจากเรื่องชีวิตของนักบินอวกาศที่ต้องมาเสี่ยงแล้ว ยังมีเรื่องของค่าใช้จ่ายมหาศาลที่ตามมาอีก
ใครที่สนใจเรื่องกระบวนการทางวิศวกรรมแนว ๆ นี้ และนำให้อ่านเอกสาร NASA Systems Engineering Processes and Requirements (https://nodis3.gsfc.nasa.gov/OPD_docs/NID_7123_69_.pdf) ซึ่งยาวโคตร ๆ แต่ถ้าอยากเป็น Enginner NASA อ่านไว้เถอะ ได้ใช้แน่ ๆ
ดังนั้นสิ่งเดียวที่จะทำให้เรามั่นใจได้ก็คือการทดสอบ ทดสอบ และทดสอบ ซึ่งนั่นก็แปลว่าการเลื่อน เลื่อน และเลื่อน เช่นกัน เพราะถ้าทดสอบแล้วเจอปัญหา มันไม่ใช่ว่าแก้ปัญหาแล้วจบ แต่ก็จะต้องทดสอบอีกจนไม่เจอปัญหาอื่น มันคือเหตุผลเดียวกับที่กว่ากล้อง James Webb จะได้ปล่อย ก็รอกันจนแก่เลยทีเดียว แต่สิ่งนี้ ไม่สามารถเกิดขึ้นกับ Artemis ได้ เพราะแค่นี้ก็เลื่อนมาเยอะมากพอแล้ว จะมาเลื่อนกันเป็นสิบปีก็คงไม่ไหว
1
และเหตุผลว่าทำไมผลทดสอบของระบบ SLS มันถึงน้อยแสนน้อย สาเหตุของมันก็คือ เพราะมันคือจรวดใหม่ (ใช่ เท่านั้นแหละ) ถ้าเราไปดูจรวดอย่าง Falcon 9 ที่น่าจะเป็นจรวดที่ Reliable มากที่สุดตอนนี้แล้ว ด้วยสถิติขึ้นบิน 170 เที่ยว นับตั้งแต่ปี 2014 แต่มีเหตุร้ายแรงจนถึงขั้นสูญเสีย Payload เพียงแค่ 2 ครั้งเท่านั้น (คือรอบ CRS-7 และรอบดาวเทียมพี่มาร์ค) ที่เป็นแบบนี้ไม่ใช่เพราะว่า Falcon 9 มันเป็นจรวดเทพเจ้า แต่เพราะว่ายิ่งบินเยอะ โอกาสเจอข้อผิดพลาดเล็ก ๆ ก็จะยิ่งสูง ซึ่งพอมันเป็นข้อผิดพลาดเล็ก ๆ เราก็เอามา Review และปรับปรุงไปในรอบหน้าได้ เอาง่าย ๆ แค่เฉพาะเครื่องยนต์ จรวด Falcon 9 มีเครื่องยนต์ Merlin Engine จำนวน 9 เครื่อง สมมติมีการปล่อย 100 ครั้ง หมายความว่าจะมี Data จากการ Run เครื่องยนต์ถึง 900 ผล เราก็เอา Data พวกนี้มาปรับปรุง Reliability ไปเรื่อย ๆ ได้
2
ทีนี้ พอ SLS เป็นจรวดใหม่ที่ยังไม่เคยผ่านการทดสอบมากมายขนาดนั้น (แถม Cost สูงมหาศาล) ก็เลยต้องพึ่งการทำ PDR, CDR ที่ละเอียดมาก ๆ แทน เอาจริง ๆ มันก็เป็นปัญหาแนว ๆ ไก่กับไข่อะไรเกิดก่อนกัน ในวงการวิศวกรรมอวกาศอยู่เหมือนกัน โดยเฉพาะภารกิจที่พลาดไม่ได้เพราะมีชีวิตนักบินอวกาศเป็นเดิมพัน
อีกอย่างก็คือ Component ของ SLS นั้น โคตรเยอะ เพราะใช้วิธีการหา Supplier มารับงานเอา เช่น อันนี้ผลิตโดย Lockheed Martin อันนี้ผลิตโดย Boeing วิธีการคิดแบบนี้นี่แหละที่ทำให้กระสวยอวกาศฉิบหายมาแล้ว ยิ่ง Component เยอะ ก็ยิ่งต้องทดสอบเยอะ ก็ยิ่งต้องรีวิวเยอะตามไปด้วย
ทีนี้มาถึงบทสรุปว่า แล้วความดันทุรังนี้มันคืออะไรกัน NASA เป็นบ้าหรือว่าอย่างไร ทำไมไม่ให้ SpaceX จัดการไปเลยตั้งแต่แรก คำตอบของคำถามนี้หลายคนก็น่าจะเดากันได้ว่า ก็มันทำไม่ได้! เพราะมันจะกลายเป็นการผูกขาด เพราะ NASA มอบสัญญาให้ SpaceX ในการทำ HLS หรือ Human Landing System ไปแล้ว ถ้าเกิดให้ NASA ส่งนักบินอวกาศไปเทียบยานตัวเองอีก พี่ Jeff Bezos ของเราคงได้เล่นใหญ่กว่านี้
ซึ่งแค่ HLS นี้ก็ยังนำมาซึ่งการฟ้องร้องต่าง ๆ มากมาย ตามข่าว NASA เลื่อนเหยียบดวงจันทร์ภารกิจ Artemis เป็นปี 2025 ผลพวงจากข้อพิพาท HLS
1
ดังนั้น สิ่งเดียวที่เราจะทำได้ตอนนี้ก็คือยอมรับความจริงว่า ระบบมันออกแบบมาแบบนี้ ความเป็นจริงกับความฝันมันไม่เหมือนกัน ถ้าสมมติ SLS และ Artemis I จะเลื่อนไปจากเดือนมิถุนายน 2022 อีก หรือแม้กระทั่งว่าหาก Artemis III จะเลื่อนไปเป็นปี 2026 2027 2028 ก็คงต้องยอมกันไป เพราะมันมีเหตุผลของมันในเชิงวิศวกรรมอยู่นั่นเอง
โลกนี้ช่างซับซ้อนยิ่งนัก
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
โฆษณา