จากการเปิดเผยของ องค์การนาซา (NASA) ล่าสุดระบุว่า ได้มีการทดสอบเครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้าด้วยแม่เหล็กแบบใหม่ (electromagnetic thruster) ที่ห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่น (Jet Propulsion Laboratory - JPL) ในแคลิฟอร์เนียใต้ เมื่อวันที่ 24 กุมภาพันธ์ 2026 โดยเครื่องขับเคลื่อนนี้ใช้ไอโลหะลิเธียมเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งนับเป็นการทดสอบครั้งแรกในรอบหลายปีที่ระดับพลังงานสูงเกินกว่าการทดสอบใด ๆ ในสหรัฐอเมริกาที่เคยมีมา เทคโนโลยีนี้ถือเป็นความก้าวหน้าสำคัญที่จะขับเคลื่อนภารกิจของมนุษย์ไปยังดาวอังคารและยานสำรวจหุ่นยนต์ทั่วทั้งระบบสุริยะ
เครื่องต้นแบบนี้สามารถทำระดับพลังงานได้เหนือกว่าเครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ทรงพลังที่สุดที่ใช้ในยานอวกาศปัจจุบันของนาซา ข้อมูลจากการทดสอบครั้งแรกนี้จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการทดสอบในอนาคต
"ที่นาซา เราทำงานหลายอย่างพร้อมกัน และเราไม่เคยละสายตาจากดาวอังคาร การทำงานที่ประสบความสำเร็จของเครื่องขับเคลื่อนของเราในการทดสอบครั้งนี้ แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่แท้จริงในการส่งนักบินอวกาศชาวอเมริกันไปเหยียบดาวอังคาร" Jared Isaacman ผู้บริหารนาซากล่าว "นี่เป็นครั้งแรกในสหรัฐอเมริกาที่ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าทำงานในระดับพลังงานสูงถึง 120 กิโลวัตต์ เราจะลงทุนเชิงกลยุทธ์ต่อไปเพื่อผลักดันก้าวที่ยิ่งใหญ่ครั้งต่อไป"
ในระหว่างการจุดระเบิดห้าครั้ง ขั้วไฟฟ้าทังสเตนตรงกลางของเครื่องขับเคลื่อนเรืองแสงเป็นสีขาวสว่าง ซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่า 5,000 องศาฟาเรนไฮต์ (2,800 องศาเซลเซียส) การทดสอบนี้ดำเนินการที่ ห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนไฟฟ้า (Electric Propulsion Lab) ของ JPL ซึ่งเป็นที่ตั้งของสิ่งอำนวยความสะดวกสุญญากาศสำหรับเชื้อเพลิงโลหะที่ควบแน่น (CoMeT vacuum facility) ซึ่งเป็นทรัพยากรระดับชาติที่มีเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับการทดสอบเครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงไอโลหะที่ระดับพลังงานสูงถึงเมกะวัตต์ได้อย่างปลอดภัย
วิดีโอสาธิตการทดสอบเครื่องขับเคลื่อนแบบแมกนีโตพลาสมาไดนามิก (MPD) ที่ใช้ลิเธียมเป็นเชื้อเพลิงโดย JPL (เครดิต: NASA/JPL-Caltech)
James Polk (เจมส์ โพลก์) นักวิทยาศาสตร์วิจัยอาวุโสของ JPL กำลังมองเข้าไปในสิ่งอำนวยความสะดวกสุญญากาศสำหรับเชื้อเพลิงโลหะที่ควบแน่น (CoMeT) ณ ห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนไฟฟ้าของ JPL ซึ่งเป็นที่ที่ต้นแบบเครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้าพลังสูงที่ทีมของเขาพัฒนากำลังถูกทดสอบในเดือนกุมภาพันธ์ 2026 เครดิต: NASA/JPL-Caltech
พลังขับเคลื่อนใหม่
ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าจรวดเคมีแรงขับสูงถึง 90% โดยเครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้าในปัจจุบัน เช่น ที่ใช้ในภารกิจ ยานไซคี (Psyche) ของนาซา ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการเร่งเชื้อเพลิง ทำให้เกิดแรงขับดันต่ำแต่ต่อเนื่อง ซึ่งสามารถเพิ่มความเร็วได้สูงเมื่อเวลาผ่านไป
ขณะนี้ JPL ของนาซากำลังทดสอบ เครื่องขับเคลื่อนแบบแมกนีโตพลาสมาไดนามิก (Magnetoplasmadynamic - MPD) ที่ใช้ลิเธียมเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการวิจัยมาตั้งแต่ทศวรรษ 1960 แต่ยังไม่เคยถูกนำไปใช้งานจริง เครื่องยนต์ MPD แตกต่างจากเครื่องขับเคลื่อนที่มีอยู่เดิมโดยใช้กระแสไฟฟ้าสูงที่ทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กเพื่อเร่งพลาสมาลิเธียมด้วยไฟฟ้า
ในการทดสอบ ทีมงานสามารถทำระดับพลังงานได้สูงถึง 120 กิโลวัตต์ ซึ่งสูงกว่าเครื่องขับเคลื่อนในยานไซคีถึง 25 เท่า โดยยานไซคีเองก็เป็นยานอวกาศของนาซาที่ใช้เครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ทรงพลังที่สุดในปัจจุบัน และด้วยแรงขับที่นุ่มนวลแต่คงที่ในสุญญากาศของอวกาศ ทำให้ยานไซคีสามารถเร่งความเร็วได้ถึง 124,000 ไมล์ต่อชั่วโมง
"การออกแบบและสร้างเครื่องขับเคลื่อนเหล่านี้ตลอดสองสามปีที่ผ่านมาเป็นการเตรียมการที่ยาวนานเพื่อการทดสอบครั้งแรกนี้" James Polk นักวิทยาศาสตร์วิจัยอาวุโสของ JPL กล่าว "นี่เป็นช่วงเวลาที่ยิ่งใหญ่สำหรับเรา เพราะเราไม่เพียงแต่แสดงให้เห็นว่าเครื่องขับเคลื่อนทำงานได้จริง แต่เรายังทำระดับพลังงานได้ตามเป้าหมาย และเรารู้ว่าเรามีสนามทดสอบที่ดีที่จะเริ่มรับมือกับความท้าทายในการขยายขนาด"
เครื่องขับเคลื่อนต้นแบบถูกติดตั้งอยู่ภายในสิ่งอำนวยความสะดวกสุญญากาศสำหรับเชื้อเพลิงโลหะที่ควบแน่น (CoMeT) ของ JPL ซึ่งเป็นสินทรัพย์ระดับชาติที่มีเอกลักษณ์เฉพาะที่ออกแบบมาเพื่อทดสอบเครื่องขับเคลื่อนที่ใช้เชื้อเพลิงไอโลหะได้อย่างปลอดภัย ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าขนาดเมกะวัตต์ เครดิต: NASA/JPL-Caltech
ก้าวสู่ยุคไฟฟ้า
ระหว่างการทดสอบ Polk ได้สังเกตการณ์ผ่านช่องหน้าต่างเล็ก ๆ เข้าไปในห้องสุญญากาศที่มีระบบระบายความร้อนด้วยน้ำยาว 26 ฟุต (8 เมตร) ภายในนั้น เครื่องขับเคลื่อนได้ทำงานขึ้นอย่างเจิดจ้า หัวฉีดด้านนอกที่เป็นรูปทรงกรวยเรืองแสงเป็นสีแดงสด
Polk ได้วิจัยเครื่องขับเคลื่อน MPD ที่ใช้ลิเธียมเป็นเชื้อเพลิงมานานหลายทศวรรษ โดยเคยทำงานในภารกิจ ยานดอว์น (Dawn) และภารกิจ ดีปสเปซ 1 (Deep Space 1) ซึ่งเป็นการสาธิตระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าครั้งแรกนอกวงโคจรของโลก
ทีมงานมีเป้าหมายที่จะบรรลุระดับพลังงานระหว่าง 500 กิโลวัตต์ถึง 1 เมกะวัตต์ต่อเครื่องขับเคลื่อนในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ความท้าทายสำคัญคือการพิสูจน์ว่าส่วนประกอบต่าง ๆ สามารถทนทานต่อความร้อนสูงได้เป็นเวลาหลายชั่วโมง ภารกิจของมนุษย์สู่ดาวอังคารอาจต้องการพลังงาน 2 ถึง 4 เมกะวัตต์ ซึ่งต้องใช้เครื่องขับเคลื่อน MPD หลายเครื่อง และต้องทำงานต่อเนื่องนานกว่า 23,000 ชั่วโมง
เครื่องขับเคลื่อน MPD ที่ใช้ลิเธียมมีศักยภาพในการทำงานที่ระดับพลังงานสูง ใช้เชื้อเพลิงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และให้แรงขับที่มากกว่าเครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันอย่างมาก หากได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่และจับคู่กับแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ ก็จะสามารถลดมวลในการปล่อยจรวดและรองรับน้ำหนักบรรทุกที่จำเป็นสำหรับภารกิจของมนุษย์สู่ดาวอังคารได้
โครงการวิจัยเครื่องขับเคลื่อน MPD ซึ่งพัฒนามาตลอด 2 ปีครึ่ง นำโดย JPL ร่วมกับมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในรัฐนิวเจอร์ซีย์ และศูนย์วิจัยเกล็นน์ของนาซาในคลีฟแลนด์ โดยได้รับทุนสนับสนุนจากโครงการ Space Nuclear Propulsion ของนาซา ซึ่งเริ่มให้การสนับสนุนโครงการขับเคลื่อนไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ระดับเมกะวัตต์สำหรับภารกิจของมนุษย์สู่ดาวอังคารในปี 2020 โดยมุ่งเน้นที่ห้าองค์ประกอบเทคโนโลยีที่สำคัญ ซึ่งระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าเป็นหนึ่งในนั้น โครงการนี้มีฐานอยู่ที่ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลของนาซาในฮันต์สวิลล์ รัฐแอละแบมา และเป็นส่วนหนึ่งของ คณะกรรมการภารกิจเทคโนโลยีอวกาศ (Space Technology Mission Directorate) ของนาซา
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความพยายามด้านนิวเคลียร์ของนาซา โปรดเยี่ยมชม: https://www.nasa.gov/ignition/
