วิดีโอ

สรุป

การไปอวกาศนั้น ยาก

ต่อให้เราอยากจะให้มันมีวิธีง่ายๆ

และราคาที่สามารถจ่ายได้ ที่จะทำให้เราเห็นดวงดาวของเราลอยให้ห้วงอวกาศอันมืดมิด

ตอนนี้ วิธีเดียวคือเป็นนักบินอวกาศ หรือ เป็นอัครมหาเศรษฐี

แต่มันมีแนวคิดที่อาจจะทำให้มันเป็นไปได้

และเป็นจุดเริ่มต้นแห่งการออกสำรวจอวกาศ

“ลิฟต์อวกาศ”

แล้ว…มันทำงานอย่างไรล่ะ?

เพื่อที่จะเข้าใจว่าลิฟต์อวกาศจะพาเราไปอวกาศได้อย่างไร

เราต้องเข้าใจว่าวงโคจรคืออะไรเสียก่อน

การเข้าสู่วงโคจรหมายถึงการร่วงหล่นสู่อะไรบางอย่าง

แต่เคลื่อนที่ได้เร็วมากพอที่จะไม่ชน

ถ้าคุณโยนลูกบอลบนโลก มันจะลอยโค้งในอากาศ

แล้วหล่นลงบนพื้น

ซึ่งในอวกาศ แรงโน้มถ่วงก็จะทำให้คุณเคลื่อนที่แบบเดียวกัน

แต่ถ้าคุณเคลื่อนที่ไปด้านข้างเร็วเพียงพอ

ความโค้งของโลกจะทำให้พื้นโลกหล่นตามหลังคุณ

ด้วยความเร็วตามแรงโน้มถ่วงของโลกที่ดึงคุณผ่านมัน

ดังนั้นการจะเข้าไปสู่วงโคจรโลก จรวดจะต้องบินขึ้น

และเคลื่อนที่ไปด้านข้างอย่างรวดเร็ว

ในทางตรงกันข้าม ลิฟต์อวกาศเปลี่ยนเป็นพลังงานจากการหมุนของโลก

เพื่อที่จะให้พาหนะเดินทางไปได้เร็ว

จินตนาการว่าเด็กหมุนของเล่นด้วยเชือก โดยมีมดตัวหนึ่งในมือเด็ก

แล้วมดค่อยๆ ไต่ออกมาผ่านเชือก

มันจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นเรื่อยๆ ในขณะที่มันไต่สูงขึ้น

เปรียบเทียบกับจรวด โดยมีห้องบรรทุกปล่อยไปบนลิฟต์

คุณแค่ต้องให้พลังงานสำหรับการพุ่งขึ้นเท่านั้น

การเคลื่อนที่ด้านข้างมาได้ฟรีๆ จากการหมุนของโลก

แต่ไม่ต้องสงสัยเลยสำหรับลิฟต์อวกาศ

จะกลายเป็นสิ่งปลูกสร้างที่ใหญ่และแพงที่สุดสิ่งเดียวที่มนุษย์เคยสร้าง

แล้ว…มันคุ้มไหม

ท้ายที่สุดมันเกี่ยวกับค่าใช้จ่าย

จรวดใช้เชื้อเพลิงจรวดเป็นจำนวนมาก

เพื่อที่จะเอาพัสดุจำนวนน้อยไปสู่อวกาศ

ณ ตอนนี้ มันใช้ราว 20,000 ดอลลาร์สหรัฐ ต่อ 1 กิโลกรัมที่จะนำพัสดุไปสู่อวกาศ

ดังนั้นมันจะเป็นราวๆ 1.3 ล้านดอลลาร์สหรัฐสำหรับมนุษย์ 1 คน

40 ล้านดอลลาร์สหรัฐสำหรับรถยนต์ของคุณ

และเป็นพันล้านสำหรับสถานีอวกาศนานาชาติ

ค่าใช้จ่ายมหาศาลนี้เป็นหนึ่งในข้อจำกัดข้อใหญ่ของการเดินทางไปอวกาศของมนุษย์

แม้ว่าจะใช้เทคโนโลยีที่ก้าวหน้า

แต่ราคาของมันคงไม่สามารถไปเปรียบเทียบกับราคาตั๋วของเครื่องบินเร็วๆ นี้แน่ๆ

ลิฟต์อวกาศจะแก้ปัญหานี้เอง

หลังจากที่สร้างเสร็จ

ลิฟต์อวกาศตั้งเป้าว่าจะลดค่าใช้จ่ายลงกว่า 100 เท่า เหลือแค่ 200 ดอลลาร์สหรัฐ ต่อ 1 กิโลกรัม

ถ้าลิฟต์อวกาศราคาถูกมีมูลค่า 2 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐ

เราจะชดเชยค่าใช้จ่ายได้หลังจากส่งสินค้าไปเพียง 1 ล้านตัน

ซึ่งน้ำหนักดังกล่าวใกล้เคียงกับสถานีอวกาศนานาชาติ 2 แห่ง

ดังนั้นลิฟต์อวกาศหน้าตาจะเป็นอย่างไรในชีวิตจริง?

ลิฟต์อวกาศมีส่วนประกอบสำคัญ 4 ส่วน

ตัวเชื่อม, ตัวแท่น, ตัวน้ำหนักถ่วงและตัวลิฟต์

ส่วนลิฟต์ของลิฟต์อวกาศคือตัวเชื่อมและตัวลิฟต์

มันยื่นออกจากพื้นผิวโลกสู่อวกาศ

ส่วนตัวลิฟต์คล้ายกับตัวห้องของลิฟต์ทั่วๆ ไป

ซึ่งเป็นห้องที่เคลื่อนที่ขึ้นและลงผ่านส่วนของตัวเชื่อม

และตรงฐานจะเป็นตัวแท่น

ยึดตัวเชื่อมกับโลก และทำหน้าที่เป็นท่าจอดสำหรับตัวลิฟต์

และส่วนยอดสุดจะมีตัวน้ำหนักถ่วงซึ่งยึดตัวเชื่อมไว้

ตัวเชื่อมจะถูกตรึงจนแน่นเหมือนเชือก

และจะถูกสนับสนุนจากด้านบนด้วยแรงตึงจากตัวน้ำหนักถ่วง

ซึ่งอยู่สูงขึ้นไป 36,000 กิโลเมตรจากผิวโลก

และตัวน้ำหนักถ่วงอาจจะเป็นสถานีอวกาศ

เป็นจุดปล่อยของทุกภารกิจจากท่าอวกาศของลิฟต์

แต่เราสามารถสร้างสิ่งนี้ได้จริงๆ เหรอ?

มันก็บอกยาก

ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดคือส่วนที่เป็นตัวเชื่อม

มันต้องเบาและราคาไม่แพง

และมีความแข็งแรงมากกว่าวัตถุใดๆ ที่เราสามารถสร้างได้ในตอนนี้

ขณะนี้ มีวัตถุที่อาจจะเป็นไปได้เช่น แกรฟีน (Graphene) เพชรที่ทักทอในระดับนาโน (Diamond nanothreads)

แต่พวกมันอาจจะไม่แข็งแกร่งเพียงพอ

และนอกจากที่จะต้องแข็งแรงมากๆ

ตัวเชื่อมนี้จะต้องทนทานต่อการกัดกร่อนของชั้นบรรยากาศ ทนต่อรังสี

ทนต่ออุกกาบาตขนาดเล็ก และการชนของเศษหินในอวกาศ

ยิ่งไปกว่านั้น ต้องใช้เวลาหลายวันในการเดินทางในลิฟต์

แล้วเราจะให้พลังงานตัวปีนอย่างไร?

มันต้องการพลังงานจำนวนมากในการขึ้นไป

เราต้องการเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับลิฟต์หรือไม่?

หรือว่าเราต้องให้พลังงานจากภาคพื้นดินด้วยซุปเปอร์เลเซอร์?

และเราจะเอาวัตถุดิบจำนวนสำหรับตัวเชื่อมยาว 36,000 กิโลเมตรมาจากไหน?

เราจะสร้างมันบนโลกแล้วยิงออกไปอวกาศอย่างนั้นหรือ?

หรือเราจะสร้างมันในอวกาศแล้วค่อยๆ ลดมาสู่พื้นโลก?

หรือการทำเหมืองดาวเคราะห์น้อยจะเป็นคำตอบ?

พูดง่ายๆ ยังมีกำแพงเทคโนโลยีที่เราต้องก้าวข้าม

และลิฟต์อวกาศไม่ได้ปลอดความเสี่ยงซะทีเดียว

ถ้าตัวเชื่อมขาด มันจะร่วงหล่นมาอย่างน่าดูชม

และถ้ามันแตกตรงตัวแท่น

แรงจากตัวน้ำหนักถ่วงจะทำให้ส่วนห้องลิฟต์ลอยขึ้น

สูงขึ้นไปในอวกาศ

ถ้ามันแตกที่ตัวน้ำหนักถ่วง

ตัวเชื่อมจะหล่นลงมา

พันตัวเองรอบโลกและฟาดลงมาในที่สุด

และซากที่เหลืออาจจะสร้างปัญหาให้กับการเดินทางไปในอวกาศในอนาคต

ถ้าเราจะทำลิฟต์อวกาศบนโลก เราจะต้องทำให้ถูกต้องตั้งแต่ครั้งแรก

ด้วยเหตุผลนี้ ผู้เชี่ยวชาญจึงเสนอให้เริ่มสร้าง

ลิฟต์อวกาศบนดวงจันทร์

แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์น้อยกว่าโลกมาก

ดังนั้นวัสดุที่บอบบางแต่มีอยู่แล้วอย่างเคฟล่า (Kevlar)

จะสามารถใช้เป็นตัวเชื่อมได้

แม้ว่ามีความท้าทายถึงขนาดนี้…

…แต่ประโยชน์ในการที่ได้จากลิฟต์อวกาศนั้นมากมายมหาศาล

ซึ่งอาจจะเป็นก้าวแรกที่นำไปสู่อารยธรรมอวกาศ

แต่บางทีเราอาจจะไม่มีทางสร้างลิฟต์อวกาศได้

แต่ว่าความพยายามในการสร้างมันจะทำให้เราเรียนรู้อะไรมากมาย

และเมื่อพูดถึงการสำรวจอวกาศ

มันคงจะไม่เกินไปที่จะมีความฝันมากมายสำหรับอนาคตอันรุ่งโรจน์