NASA ทดสอบเครื่องยนต์ไอออนยุคใหม่ แรงกว่าเดิม 25 เท่า ปูทางสู่ดาวอังคาร

องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐฯ (NASA) ได้สร้างปรากฏการณ์ใหม่ในวงการสำรวจอวกาศอีกครั้ง หลังประสบความสำเร็จในการทดสอบการทำงานของเครื่องยนต์ไอออน (Ion Engine) ต้นแบบรุ่นใหม่ที่มีชื่อว่า "Lithium-fed magnetoplasmadynamic (MPD) thruster"

การทดสอบนี้จัดขึ้นเมื่อวันที่ 24 กุมภาพันธ์ 2026 ณ ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory (JPL) ในรัฐแคลิฟอร์เนีย ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญแห่งอนาคตที่อาจพลิกโฉมการเดินทางของมวลมนุษยชาติสู่ดาวอังคารและพื้นที่ห่างไกลในระบบสุริยะ 

ขุมพลังใหม่ที่เหนือกว่าถึง 25 เท่า 

ในการทดสอบดังกล่าว เครื่องยนต์ต้นแบบถูกนำไปติดตั้งและเดินเครื่องภายในห้องสุญญากาศขนาด 26 ฟุต ที่เรียกว่า Condensable Metal propellant (CoMeT) ซึ่งออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อรองรับการทดสอบเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงเป็นไอระเหยของโลหะในระดับการใช้พลังงานมหาศาล

ผลการทดสอบสร้างความตื่นตะลึงให้กับวงการวิทยาศาสตร์ เมื่อเครื่องยนต์สามารถทำระดับพลังงานได้สูงสุดถึง 120 กิโลวัตต์ ตัวเลขนี้ทรงพลังกว่าเครื่องยนต์ไอออนที่ดีที่สุดของนาซาในปัจจุบัน ซึ่งถูกใช้ขับเคลื่อนยานในภารกิจ Psyche ถึง 25 เท่า

กลไกการทำงานของอนาคต

เทคโนโลยีการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า (Electric propulsion) มีข้อได้เปรียบเหนือจรวดแบบใช้สารเคมี (Chemical rockets) ที่ใช้งานกันอยู่ในปัจจุบันอย่างมหาศาล เนื่องจากใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าถึง 90% ซึ่งช่วยลดน้ำหนักของยานอวกาศลงและประหยัดต้นทุนในการปล่อยยานได้อย่างมาก

เครื่องยนต์ MPD แตกต่างจากเครื่องยนต์ไอออนทั่วไปที่มักใช้ก๊าซซีนอน โดยมันจะใช้กระแสไฟฟ้าพลังสูงทำงานร่วมกับสนามแม่เหล็กเพื่อเร่งอนุภาคพลาสมาของลิเธียมให้พ่นออกไปทางหัวฉีดเพื่อสร้างแรงขับเคลื่อน

แม้ในช่วงแรกยานที่ใช้เครื่องยนต์ชนิดนี้จะดูเหมือนเคลื่อนที่ช้า แต่ด้วยแรงขับเคลื่อนที่ปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่อง ยานจะสามารถสะสมความเร็วเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนพุ่งทะยานด้วยความเร็วระดับมหาศาลในอวกาศอันว่างเปล่า

จาเร็ด ไอแซคแมน (Jared Isaacman) ผู้บริหารของ NASA ได้กล่าวถึงความสำเร็จในครั้งนี้ว่า "ความสำเร็จของการทดสอบเครื่องยนต์ของเราในครั้งนี้ ได้แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่เป็นรูปธรรมในการส่งนักบินอวกาศชาวอเมริกันไปเหยียบดาวอังคาร นี่เป็นครั้งแรกในสหรัฐอเมริกาที่ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าสามารถทำงานได้ในระดับพลังงานที่สูงถึง 120 กิโลวัตต์"

ในขณะที่ เจมส์ โพลก์ (James Polk) นักวิทยาศาสตร์วิจัยอาวุโสจาก JPL ระบุเสริมว่า "นี่คือช่วงเวลาที่ยิ่งใหญ่ เพราะไม่เพียงแต่พิสูจน์ว่าเครื่องยนต์สามารถทำงานได้จริง แต่ยังบรรลุเป้าหมายระดับพลังงานที่ตั้งไว้ และแสดงให้เห็นว่าฐานทดสอบมีความพร้อมสำหรับการพัฒนาเครื่องยนต์ให้มีขนาดใหญ่ขึ้นในอนาคต"

ความท้าทายและการผสานรวมกับพลังงานนิวเคลียร์ 

อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเครื่องยนต์นี้ไปสู่การใช้งานจริงสำหรับส่งมนุษย์ไปดาวอังคารยังมีความท้าทายอยู่อีกมาก ในระหว่างการจุดระเบิดทดสอบ 5 ครั้ง ขั้วไฟฟ้าทังสเตนใจกลางเครื่องยนต์สว่างวาบและมีอุณหภูมิพุ่งสูงกว่า 5,000 องศาฟาเรนไฮต์ หรือ 2,800 องศาเซลเซียส

การทำให้วัสดุต่าง ๆ ทนทานต่อความร้อนระดับนี้ได้เป็นเวลานานจึงเป็นเรื่องสำคัญ เป้าหมายในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าของ NASA คือ การเพิ่มพลังงานของเครื่องยนต์ให้อยู่ในระดับ 500 กิโลวัตต์ถึง 1 เมกะวัตต์ต่อเครื่อง และสำหรับการส่งนักบินอวกาศ ยานอวกาศอาจจำเป็นต้องใช้พลังงานรวมถึง 2 ถึง 4 เมกะวัตต์ ซึ่งต้องใช้เครื่องยนต์ MPD หลายเครื่องทำงานร่วมกันยาวนานกว่า 23,000 ชั่วโมง

ยิ่งไปกว่านั้น ข้อจำกัดสำคัญของเครื่องยนต์ไอออนในอดีต คือ การพึ่งพาพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งสร้างพลังงานได้จำกัดและไม่ตอบโจทย์เมื่อยานต้องเดินทางออกห่างจากดวงอาทิตย์

โครงการนี้จึงได้รับการสนับสนุนจาก NASA's Space Nuclear Propulsion ทางหน่วยงานกำลังพัฒนาระบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อวกาศในชื่อ "Space Reactor-1 Freedom" ซึ่งตั้งเป้าที่จะส่งสู่อวกาศในช่วงปลายปี 2028 พร้อมกับกลุ่มยานสำรวจโดรนจิ๋วที่เรียกว่า "Skyfall" ไปยังดาวอังคาร

เป้าหมายสูงสุด คือ การผสานขุมพลังงานนิวเคลียร์เข้ากับเครื่องยนต์ลิเธียม MPD อันทรงพลังนี้ ซึ่งเชื่อมั่นกันว่าจะเป็นกุญแจดอกสำคัญที่จะพามนุษยชาติก้าวข้ามขีดจำกัดเดิมๆ สู่การพิชิตดาวอังคารได้อย่างเป็นทางการในที่สุด