เลเซอร์ยิงกำจัดขยะอวกาศ ไอเดียใหม่สุดล้ำจากสตาร์ตอัปญี่ปุ่น

เอ็กซ์ ฟิวชั่น (EX-Fusion) บริษัทสตาร์ตอัปจากเมืองโอซาก้า ประเทศญี่ปุ่น วางแผนที่จะพัฒนาระบบเลเซอร์ภาคพื้นดิน เพื่อยิงขึ้นไปกำจัดขยะบนอวกาศ หากแนวทางนี้ประสบความสำเร็จ ก็จะเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประโยชน์มาก ๆ ในการกำจัดขยะที่แวดล้อมอยู่บนอวกาศเหนือโลกเรา

ทั้งนี้ขยะอวกาศ หมายถึงวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นแต่ตอนนี้เลิกใช้งานแล้ว มันจะลอยอยู่ในวงโคจรโลก เช่น ดาวเทียมเก่า หรือฐานจรวดที่ปลดระวางการใช้งาน ซึ่งองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ชี้ว่าตลอดระยะเวลา 60 ปีการศึกษาและการส่งวัตถุขึ้นไปยังอวกาศของมนุษย์ ทำให้มีวัตถุมากกว่า 9,300 ตันโคจรอยู่รอบโลกของเราในปัจจุบัน 

ขยะอวกาศจะรวมตัวกันอยู่ในวงโคจรโลกต่ำ (low earth orbit : LEO) ซึ่งก็คือความสูงประมาณ 160 - 1,000 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงประมาณ 27,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (เคลื่อนที่รอบโลกได้ภายในเวลาประมาณ 1 ชั่วโมงครึ่ง) ดังนั้นด้วยความเร็วขนาดนี้ ต่อให้เป็นเศษเล็ก ๆ น้อย ๆ ของขยะอวกาศ หากมันชนเข้ากับยานอวกาศที่กำลังปฏิบัติงานอยู่ หรือสถานีอวกาศนานาชาติ ก็อาจสร้างความเสียหายขนาดใหญ่ได้ รวมถึงเพื่อเป็นการเคลียร์พื้นที่อวกาศในการรองรับเทคโนโลยีด้านอวกาศในอนาคตด้วย ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องกำจัดขยะอวกาศเหล่านี้

ทั้งนี้ มีหลายบริษัทที่พัฒนาวิธีการกำจัดขยะอวกาศเช่นกัน เช่น บริษัทสตาร์ตอัปในโตเกียวชื่อ แอสโตรสเกล โฮลดิ้ง (Astroscale Holdings) วางแผนที่จะปล่อยดาวเทียมเพื่อกำจัดเศษขยะอวกาศขนาดใหญ่ หรือบริษัท สกาย เพอร์เฟ็ค เจแซ็ท (Sky Perfect JSAT) ของญี่ปุ่นอีกเช่นกัน ที่ได้ร่วมมือกับบริษัทไรเคน (Riken) และพันธมิตรอื่น ๆ เพื่อพัฒนาเลเซอร์ที่ติดตั้งบนดาวเทียม ซึ่งจะช่วยผลักขยะอวกาศให้เข้ามายังชั้นบรรยากาศโลกเพื่อให้มันเผาไหม้

แต่ไอเดียของเอ็กซ์ ฟิวชั่น โดดเด่นเพราะเป็นวิธีการจัดการจากภาคพื้นดิน ทำให้ปรับแต่งและดูแลรักษาได้ง่าย โดยบริษัทจะใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ฟิวชั่น (Fusion Power) ที่พัฒนาขึ้น ซึ่งล่าสุด ในเดือนตุลาคมปีที่แล้ว เอ็กซ์ ฟิวชั่นได้ลงนามบันทึกความเข้าใจกับบริษัทออสเตรเลียชื่ออีโอเอส สเปซ ซิสเท็ม (EOS Space Systems) ซึ่งมีเทคโนโลยีตรวจจับขยะอวกาศเพื่อนำเทคโนโลด้านการตรวจจับมาใช้ และจะติดตั้งระบบเลเซอร์อันทรงพลังที่หอดูดาวของ EOS (EOS Space Observatory) ใกล้เมืองแคนเบอร์รา ประเทศออสเตรเลีย

ในระยะแรกของโปรเจ็กต์ จะเป็นการตั้งค่าเทคโนโลยีเพื่อติดตามขยะอวกาศที่มีขนาดน้อยกว่า 10 เซนติเมตร ซึ่งเป็นเรื่องที่ท้าทายมาก ส่วนในระยะที่ 2 เอ็กซ์ ฟิวชั่นและอีโอเอส สเปซจะใช้ลำแสงเลเซอร์ที่ยิงจากพื้นดินเพื่อกำจัดขยะเหล่านั้น

วิธีการก็คือจะยิงเลเซอร์เป็นระยะ ๆ ในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของขยะอวกาศเพื่อเป็นการชะลอความเร็วและทำให้ขยะนั้นเคลื่อนที่เข้ามายังชั้นบรรยากาศโลกจนเกิดการเผาไหม้ ซึ่งเจมส์ เบนเน็ตต์ (James Bennett) รองประธานบริหารของอีโอเอส สเปซ อธิบายว่าเลเซอร์ที่ใช้กำจัดขยะอวกาศนั้นไม่เหมือนอาวุธเลเซอร์ที่ออกแบบมาใช้ทางการทหาร ซึ่งจะเป็นการใช้ไฟเบอร์เลเซอร์ในการตัดโลหะ หรือทำลายโดรนด้วยความร้อน 

แต่วิธีการของเอ็กซ์ ฟิวชั่นนี้จะใช้เลเซอร์โซลิดสเตทปั๊มไอโอด (Diode-pumped solid-state หรือ DPSS) ซึ่งก็คือเทคโนโลยีเลเซอร์ประเภทเฉพาะที่จะใช้ไดโอตเซมิคอนดัคเตอร์เพื่อจ่ายพลังงานให้กับตัวกลางของเลเซอร์ซึ่งก็คือโซลิดสเตท เลเซอร์นี้จะสร้างแรงผลักต่อขยะอวกาศและหยุดเหมือนกับเบรก 

นี่เป็นวิธีการที่มีความท้าทายมาก เพราะต้องอาศัยเทคโลโลยีที่มีความแม่นยำและมีกำลังมาก แต่มันก็นับว่าเป็นไอเดียที่มีประโยชน์อย่างยิ่ง เพราะสามารถจัดการและควบคุมได้บนพื้นผิวโลกได้อย่างง่ายดาย

ที่มาข้อมูล InterestingEngineering

ที่มารูปภาพ EOS-AUS