ปฏิวัติอวกาศ Longshot เปิดตัวปืนใหญ่ Mach 23 ลดค่าส่งดาวเทียมเหลือ 324 บาท ต่อกิโลกรัม

การลดต้นทุนที่พลิกเกมจากหลักพันสู่หลักสิบ

ปัจจุบันต้นทุนการปล่อยสัมภาระขึ้นสู่อวกาศด้วยจรวด Falcon 9 ของ SpaceX อยู่ที่ประมาณ 3,000 ดอลลาร์สหรัฐ หรือ 97,000 บาท ต่อกิโลกรัม แม้การขนส่งด้วยยาน Starship คาดว่าจะลดลงเหลือ 500 ดอลลาร์สหรัฐ หรือ 16,300 บาท ต่อกิโลกรัม แต่ไมค์ เกรซ (Mike Grace) ซีอีโอของบริษัทมีความเชื่อมั่นว่า เทคโนโลยีปืนใหญ่อวกาศของ Longshot จะสามารถส่งสัมภาระขึ้นสู่อวกาศได้ในราคาที่ต่ำอย่างไม่เคยมีมาก่อน เพียง 10 ดอลลาร์สหรัฐ หรือ 324 บาท ต่อกิโลกรัม โดยมีต้นทุนการผลิตต่ำจากวัสดุหลักอย่างคอนกรีต เหล็ก และไฮโดรเจน ซึ่งเป็นการลดต้นทุนที่แตกต่างจากการใช้จรวดแบบเดิมหลายร้อยเท่า

กลไกสุดขั้วการเร่งความเร็วสู่ Mach 23

แนวคิดการใช้ปืนใหญ่ยิงวัตถุสู่อวกาศไม่ใช่เรื่องใหม่ โดยเคยปรากฏในนวนิยาย From the Earth to the Moon ของ Jules Verne ในปี 1865 และเคยมีการพัฒนาจริงใน Project HARP ของเจอรัลด์ บูลล์ (Gerald Bull) วิศวกรชาวแคนาดา และเป็นผู้เชี่ยวชาญด้าน ปืนใหญ่และขีปนาวุธ ในทศวรรษ 1960 ที่สามารถยิงวัตถุได้สูงถึง 180 กิโลเมตรเหนือเส้น Karman Line 

อย่างไรก็ตาม โครงการเหล่านั้นทำความเร็วได้เพียง Mach 6 ซึ่งยังไม่เพียงพอต่อการเข้าสู่วงโคจรและคงอยู่ Longshot จึงต้องออกแบบให้ยานพาหนะทำความเร็วให้ได้สูงถึง Mach 23 หรือ 28,175 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

ความเร็วในระดับ Mach 23 ก่อให้เกิดความท้าทายด้านวิศวกรรม เนื่องจากการเสียดสีกับอากาศสามารถทำให้พื้นผิววัตถุร้อนเกือบ 3,000 องศาเซลเซียส ในเวลาเพียงหนึ่งวินาที และอากาศจะกลายเป็นพลาสมา 

ปัญหานี้ ไมค์ เกรซ (Mike Grace) ซีอีโอของบริษัท อธิบายถึงวิธีการรับมือกับปัญหาความร้อนและแรงเสียดทาน ด้วยการเพิ่มมวลโดยวัตถุที่จะส่งขึ้นไป เช่น สัมภาระหนัก 1,000 ปอนด์ จะถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุบรรจุภัณฑ์หนัก 3,000 ปอนด์ ซึ่งวัสดุห่อหุ้มนี้จะสลายตัวกลายเป็นไอ ในชั้นบรรยากาศขณะที่ถูกยิงขึ้นไปเพื่อป้องกันสัมภาระหลัก

นวัตกรรม "Shock-Impingement Thrust" และการลดแรง G

สิ่งที่ทำให้การออกแบบของบริษัท Longshot มีความโดดเด่น คือ การใช้เทคนิคแรงขับจากการกระแทกด้วยแรงอัด (Shock-impingement thrust) ตัวยานพาหนะมีลักษณะคล้ายกระสุนปืนลูกซองขนาดใหญ่ พร้อมกระโปรงด้านท้ายที่สอบเรียวเพื่อรับแรงดัน ขณะที่ยานพาหนะเคลื่อนที่ไปในลำกล้อง มันจะผ่านคู่ของถังก๊าซแรงดันสูง ซึ่งจะระเบิดแผ่นดิสก์และยิงก๊าซแรงดันสูงเข้าใส่กระโปรงด้านหลัง ทำให้เกิดแรงกระแทกเฉียงที่เพิ่มความเร็วให้กับยานพาหนะอย่างต่อเนื่อง

นอกจากนี้ เพื่อลดแรง G ที่สูงจนทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไมค์ เกรซ (Mike Grace) ซีอีโอของบริษัท เปิดเผยว่าจะเลือกใช้วิธี ขยายความยาวของลำกล้องปืนใหญ่อวกาศ โดยเขาอธิบายว่า ยิ่งลำกล้องปืนยาวเท่าใด แรง G สูงสุดก็จะลดลงเท่านั้น ทีมงานจึงเลือกพัฒนาลำกล้องปืนใหญ่ที่ทำจากเหล็กยาวถึง 6 ไมล์ หรือ 9.7 กิโลเมตร ซึ่งเชื่อว่าจะสามารถลดแรง G ลงเหลือประมาณ 500 G ซึ่งอยู่ในขีดจำกัดที่อุปกรณ์ที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตสามารถทนทานได้

สำหรับลำกล้องปืนใหญ่นั้นจะถูกเชื่อมต่อเข้ากับสถานีจ่ายก๊าซแรงดันสูงประมาณ 3,000 psi ติดตั้งอยู่ตลอดความยาวลำกล้อง (Multiple Injection Ports) ภายในลำกล้องจะถูกสร้างเป็นสภาวะสุญญากาศ (Vacuum) ด้านหน้ายานพาหนะเพื่อลดแรงต้านอากาศ การเร่งความเร็วจะเกิดขึ้นอย่างช้า ๆ ตลอดระยะทาง 9.7 กิโลเมตร จนถึงความเร็วระดับ Mach 23 หรือ 28,175 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

ความคืบหน้าและการสนับสนุนจากแซม อัลท์แมน

บริษัท Longshot Space ได้สร้างต้นแบบขนาดเล็กเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 นิ้วในแคลิฟอร์เนีย และประสบความสำเร็จในการทำความเร็วเกิน Mach 4 แม้ว่าต้นแบบขนาดเล็กนี้จะมีแรง G สูงถึงประมาณ 30,000 G ก็ตาม ปัจจุบัน บริษัทได้สร้างปืนทดสอบขนาด 30 นิ้ว ยาว 120 ฟุต ที่ Alameda Naval Shipyards และกำลังรอใบอนุญาตเพื่อเริ่มการทดสอบ ซึ่งปืนขนาดนี้จะเป็นแบบจำลองสำหรับปืนขนาด 1,600 ฟุต หรือ 488 เมตร ที่จะเป็นขั้นตอนต่อไปในการสร้างที่เมือง Tonopah รัฐเนวาดา

โครงการ Longshot ได้รับการสนับสนุนจากนักลงทุนสำคัญอย่างแซม อัลท์แมน (Sam Altman) ซีอีโอของ OpenAI รวมถึงเงินทุนสนับสนุนจากกองทัพอากาศสหรัฐฯ นอกจากนี้ ไมค์ เกรซ (Mike Grace) ซีอีโอของบริษัทเล็งเห็นโอกาสในการทำงานร่วมกับบริษัทอื่น เช่น Impulse Space สำหรับการจัดส่งขั้นสุดท้ายในวงโคจร

ไมค์ เกรซ (Mike Grace) ซีอีโอของบริษัท สรุปวิสัยทัศน์ของเขาด้วยประโยคที่ชัดเจนและทรงพลังว่า "ผมต้องการจะทุบเปิดระบบสุริยะเหมือนไข่!" หากแนวคิดนี้ประสบความสำเร็จ จะเป็นการเปิดทางให้โครงสร้างพื้นฐานและกิจกรรมทางพาณิชย์ในอวกาศเป็นจริงได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำอย่างเหลือเชื่อ