พบ “วิธีสร้างยานอวกาศ” ที่เบาลงมาก – จนลดเวลาเดินทางจาก 73,000 ปี (เหลือเพียง 185 ปี)

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบวิธีลดระยะเวลาของยานอวกาศ ซึ่งคือการทำให้ยานในอนาคตนั้นเบาลงนั่นเอง โดยเปรียบเทียบตัวอย่างในการเดินทางไปยังดาวฤกษ์ “พรอกซิมาเซนทอรี” (Proxima Centauri  – เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกที่สุด) แต่ก็ยังห่างมากอยู่ดีถึง 4.24 ปีแสง ซึ่งแม้จะใช้ยานวอยเอเจอร์ 1 ที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์นั้นมากที่สุด ก็ยังต้องใช้เวลาเดินทางนานถึง 75,000 ปี (ด้วยความเร็ว 17 กิโลเมตร/วินาที) แต่ล่าสุดนักวิจัยพบว่า หากเราสร้างยานอวกาศด้วย “แอโรกราไฟต์” (Aerographite) จะสามารถไปถึงที่นั่นได้ภายใน 185 ปี

“แอโรกราไฟต์” (Aerographite)

การศึกษานี้ถูกตีพืมพ์ลงในวารสาร Astronomy & Astrophysic โดย เรเน เฮลาร์ นักวิจัยจากศูนย์วิจัยอวกาศประเทศเยอรมันนี ระบุว่า “แอโรกราไฟต์” (Aerographite) เป็นโฟมที่ทำจากคาร์บอน มีน้ำหนักเบากว่าอลูมิเนียม 15,000 เท่า มีคุณสมบัติทนความร้อนสูง ซึ่งหากนำไปต่อยอดกับการสร้าง “เรือใบสุริยะ” (Solar Sails – อธิบายในย่อหน้าถัดไป) จะสามารถได้ยานสำรวจอวกาศที่มีประสิทธิภาพในการเดินทางมากที่สุดในโลก โดยคาดว่ายานอวกาศลำนี้จะมีราคาอยู่ที่ 1 ล้านดอลลาร์

คำถาม : เรือใบสุริยะคืออะไร ? เป็นยานอวกาศที่มีลักษณะเป็นใบกางออก โดยใช้แสงอาทิตย์ (ความดันโฟตอน) ในการขับเคลื่อนตัวยาน ซึ่งข้อดีคือยานอวกาศแบบนี้ไม่ต้องใช้พลังงานเชื้อเพลิงในการขับเคลื่อน แต่จะใช้ความดันโฟตอนที่ดวงอาทิตย์ปล่อยมาแทน ซึ่งนับว่าเป็นพลังงานที่ไม่จำกัด ปราบเท่าที่ดวงอาทิตย์ยังคงปล่อยแสงออกมาอยู่

ยานอวกาศใบเรือสุริยะ ดูเหมือนใหญ่แต่ความจริงมีขนาดเท่ากับ “กล่องรองเท้า” เท่านั้น

โดย เฮลาร์ กล่าวว่า “โฟตอนแสงอาทิตย์อาทิตย์นั้นไม่มีมวล แต่มีพลังงานและโมเมนตัม เมื่อโฟตอนกระทบใบเรือของยานอวกาศ พลังงานและโมเมนตัมนี้จะทำให้เกิดแรงผลักเล็กน้อย แต่ทว่า หากเราสร้างมันด้วยวัตถุที่มีน้ำหนักเบาอย่างคาร์บอนโฟม แรงผลักเพียงเล็กน้อยนี้ก็อาจทำให้เกิดความเร็วสูงได้เช่นกัน” 

ซึ่งจากการทดลองพบว่า แอโรกราไฟต์ที่มีความหนาประมาณ 1 มิลลิเมตร หากได้รับแรงผลักจากโฟตอนดวงอาทิตย์สามารถสร้างความเร็วได้สูงถึง 100 กิโลเมตร/วินาที นั่นพอที่จะหนีออกจากระบบสุริยะได้เลยทีเดียว แถมเร็วกว่ายานโวเอเจอร์ 1 ที่กล่าวในย่อหน้าแรกถึง 6 เท่า แต่การที่เราจะไปถึง ดาวฤกษ์พรอกซิมาเซนทอรี (Proxima Centauri) ได้ภายใน 185 ปี ต้องสร้างให้ใบเรือยานมีความหนา 0.001 มิลลิเมตร ซึ่งความบางเท่านี้จะสามารถทำความเร็วได้สูงสุดถึง 6,900 กิโลเมตร/วินาที

ทนความร้อนได้สูงถึง 1,067 องศาเซลเซียส

จากทฤษฎีที่เฮลาร์กล่าว นั่นหมายความว่า หากยานอวกาศที่สร้างด้วยแอโรกราไฟต์สำเร็จจริง มันจะสามารถเดินทางไปยังดาวอังคารได้ใน 60 วัน และดาวพลูโตใน 4.3 ปี แถมมันจะกลายเป็นยานอวกาศที่สามารถเดินทางได้ไกลกว่ายานสำรวจใด ๆ ที่มนุษย์เคยส่งไปนอกอวกาศมาก่อนอีกด้วย ความท้าทายของการวิจัยนี้ก็คือ การสร้างตัวยานที่มีความบางเฉียบแต่ขณะเดียวกันก็ยังต้องสามารถรักษาโครงสร้างของยานไว้ได้ด้วย

Fact – เมื่อกลางปี 2019 The Planetary Society ได้ประกาศความสำเร็จ ของโครงการ Lightsail 2 ที่สามารถนำยานเรือใบสุริยะโคจรรอบโลกได้สำเร็จโดยอาศัยเพียงแสงจากดวงอาทิตย์ โดย เรือใบสุริยะ (Solar Sails) ถูกคิดค้นขึ้นในปี ค.ศ.1976 โดยศาสตราจารย์ คาร์ล ซาแกน