ออสเตรเลียปล่อยยานไฮเปอร์โซนิกพิมพ์ 3 มิติลำแรกของโลก ทำความเร็วกว่าความเร็วเสียง 8 เท่า

เมื่อวันที่ 27 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา บริษัทอวกาศสัญชาติออสเตรเลีย Hypersonix Launch Systems ได้สร้างประวัติศาสตร์ครั้งสำคัญด้วยการปล่อยยานไฮเปอร์โซนิก DART AE ซึ่งสามารถทำความเร็วได้สูงสุดถึง มัค 8 หรือเร็วกว่าความเร็วเสียงถึง 8 เท่า โดยสาเหตุที่เรียกว่ายานไฮเปอร์โซนิก เนื่องจากเป็นการรวมเทคโนโลยีจรวดเข้ากับเครื่องบินและขับเคลื่อนต่อด้วยเครื่องยนต์สแครมเจ็ต (Scramjet) 

เครื่องยนต์สแครมเจ็ต (Scramjet)

เครื่องยนต์รูปแบบนี้เป็นเครื่องยนต์ไอพ่นความเร็วสูงที่ทำงานได้เฉพาะเมื่อยานบินมีความเร็วระดับเหนือเสียงประมาณมัค 5 ขึ้นไป โดยไม่ต้องมีใบพัดหรือชิ้นส่วนหมุนเหมือนเครื่องยนต์ทั่วไป

หลักการทำงานของเครื่องยนต์สแครมเจ็ต (Scramjet) คือ ใช้อากาศที่ไหลเข้ามาด้วยความเร็วเหนือเสียงอัดตัวเองตามรูปทรงทางอากาศพลศาสตร์ของท่อไอดี จากนั้นฉีดเชื้อเพลิง เช่น ไฮโดรเจน เข้าไปเผาไหม้ในสภาพที่กระแสอากาศยังคงไหลด้วยความเร็วเหนือเสียง การขยายตัวของแก๊สร้อนที่พุ่งออกทางท้ายเครื่องจะสร้างแรงขับมหาศาล ทำให้ยานสามารถเร่งความเร็วระดับไฮเปอร์โซนิกได้

ข้อดีของเครื่องยนต์สแครมเจ็ต (Scramjet) คือ โครงสร้างเรียบง่าย ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว น้ำหนักเบา และมีประสิทธิภาพสูงมากในช่วงความเร็วสูงจัด แต่ไม่สามารถทำงานได้ในสภาวะหยุดนิ่งหรือความเร็วต่ำ จึงต้องอาศัยจรวดช่วยส่งขึ้นก่อนเสมอ

ภารกิจ “That’s Not a Knife”

การทดสอบปล่อยยานในครั้งนี้อยู่ภายใต้ภารกิจที่มีชื่ออย่างเป็นทางการว่า Cassowary Vex ภายใต้การควบคุมโดยหน่วยงาน Defense Innovation Unit ของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ในขณะที่ทางบริษัทจรวดผู้ร่วมภารกิจตั้งชื่อให้ว่า “That’s Not a Knife” ยาน DART AE ซึ่งมีน้ำหนัก 300 กิโลกรัม ถูกส่งขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศด้วยจรวดบูสเตอร์ HASTE ของบริษัท Rocket Lab จากฐานปล่อยจรวดที่ Wallops Island รัฐเวอร์จิเนีย สหรัฐอเมริกา

เมื่อจรวดส่งยานขึ้นไปถึงระดับความเร็วที่มัค 5 เครื่องยนต์สแครมเจ็ต (Scramjet) บนยานได้ทำการจุดระเบิดในชั้นบรรยากาศระดับบน ดันให้ยานไต่ระดับความสูงไปที่ 26 กิโลเมตร และทำความเร็วถึงเป้าหมายที่มัค 8 โดยบินเป็นระยะทางรวมกว่า 1,000 กิโลเมตร ก่อนจะตกลงสู่มหาสมุทรแอตแลนติกตามแผน

ยานไฮเปอร์โซนิกลำแรกของโลก

ความสำเร็จครั้งนี้ถือเป็นก้าวสำคัญของวงการอวกาศและการบิน เนื่องจาก DART AE คือ ยานไฮเปอร์โซนิกลำแรกของโลกที่ผลิตขึ้นจากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ (3D printing) ทั้งลำ โดยใช้วัสดุโลหะผสมที่ทนต่ออุณหภูมิสูงจัด ยานลำนี้ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์สแครมเจ็ต SPARTAN ที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว (No moving parts) และที่สำคัญคือใช้เชื้อเพลิง ไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen) ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ดร. ไมเคิล สมาร์ท (Dr. Michael Smart) ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัท Hypersonix และอดีตนักวิจัยของ NASA กล่าวว่า "การทดสอบความเร็วและอุณหภูมิในระดับนี้ ไม่มีอะไรจะทดแทนการเก็บข้อมูลจากการบินจริงได้ ซึ่งข้อมูลจากภารกิจนี้จะถูกนำไปใช้เป็นรากฐานในการออกแบบยานไฮเปอร์โซนิกสำหรับการใช้งานจริงในอนาคต"

ก่อนหน้านี้ไม่นาน บริษัท Hypersonix เพิ่งระดมทุนในรอบ Series A ได้สูงถึง 46 ล้านดอลลาร์สหรัฐ หรือ 1,453 ล้านบาท เพื่อนำมาใช้เร่งเครื่องโครงการทดสอบการบิน ขยายขีดความสามารถด้านการผลิตในรัฐควีนส์แลนด์ และเร่งพัฒนายานไฮเปอร์โซนิกแบบนำกลับมาใช้ใหม่ได้รุ่นถัดไปที่ชื่อว่า VISR (Velos Intelligence, Surveillance and Reconnaissance) ซึ่งเน้นการใช้งานด้านข่าวกรองและการลาดตระเวน