”จากวัสดุอากาศยาน สู่เรือดำน้ำ”

ข่าวเรือดำน้ำไททันกลายเป็นข่าวใหญ่ตลอดช่วงสัปดาห์ที่ผ่านมา หลายฝ่ายที่เกี่ยวข้องพยายามอธิบายถึงสาเหตุของเหตุการณ์ดังกล่าวที่เกิดขึ้น จนนำมาสู่การวิเคราะห์และเชื่อมโยงในแง่มุมต่างๆ ที่น่าสนใจ ตามที่หลายท่านได้เห็นในข่าวที่มีการเผยแพร่ออกไปในวงกว้างไปแล้วนั้น

แต่ท่านรู้หรือไม่ว่าโครงสร้างตัวถังเรือดำน้ำดังกล่าว ผลิตจากวัสดุคอมโพสิทคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งมีความแข็งแรง แต่มีน้ำหนักเบา และเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงสร้างอากาศยาน รวมทั้งดาวเทียมสำรวจโลก THEOES-2A

ดร.ณัฐวัฒน์ หงส์กาญจนกุล โฆษก GISTDA และผู้อำนวยการสำนักพัฒนาเทคโนโลยีกิจการอวกาศ เปิดเผยว่า ปัจจุบัน วัสดุคอมโพสิต ได้รับความนิยมและนำมาใช้เป็นส่วนประกอบของยานพาหนะต่างๆ อาทิ รถยนต์ อากาศยาน รวมถึงดาวเทียมอย่างแพร่หลาย เนื่องจากอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูงกว่าโลหะ ซึ่งตอบโจทย์ความต้องการที่จะลดน้ำหนักของยานพาหนะลง เพื่อประหยัดเชื้อเพลิง มีสมรรถนะสูง และยังให้คุณสมบัติที่พึงประสงค์อื่นๆ เช่น มีการยืด-หดตัวอันเนื่องมาจากความร้อนที่ต่ำ ทำให้ตัวโครงสร้างมีเสถียรภาพเชิงกลที่ดีเยี่ยม โดยดาวเทียมสำรวจโลก THEOS-2A ซึ่งเป็นดาวเทียมดวงใหม่ของประเทศไทย และกำลังจะนำส่งขึ้นสู่อวกาศในปลายปีนี้ ก็มีการออกแบบโครงสร้างโดยใช้วัสดุคอมโพสิตด้วยเช่นกัน โดยมีสัดส่วนถึง 15% ของน้ำหนักรวมของดาวเทียม

สำหรับกรณีของเรือดำน้ำไททันที่เพิ่งประสบอุบัติเหตุนั้น ถึงแม้จะมีการออกแบบโดยใช้วัสดุคอมโพสิตเป็นโครงสร้างเช่นเดียวกับดาวเทียม แต่หลักการออกแบบ การตรวจสอบสภาพ และบำรุงรักษานั้น กลับมีควาแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง โดยโครงสร้างดาวเทียมถูกออกแบบมาให้มีความแข็งแรงเพียงพอที่จะทนทานต่อแรงในระหว่างการนำส่งขึ้นสู่อวกาศ (ซึ่งเกิดขึ้นเพียง 1 ครั้งตลอดอายุการใช้งานของมัน) รวมถึงแรงที่เกิดขึ้นจากการขนส่งและกิจกรรมที่เกิดขึ้นบนภาคพื้นดินเพียงเท่านั้น อีกทั้งดาวเทียมไม่ได้ถูกใช้ในสำหรับการขนส่งผู้คน จึงทำให้การออกแบบและการตรวจสอบสภาพความแข็งแรง ไม่เข้มงวดเท่ากับโครงสร้างยานพาหนะที่มีคนโดยสาร เช่น เรือดำน้ำ อากาศยาน หรือยานอวกาศที่สามารถนำนักบินอวกาศเดินทางไปได้ ซึ่งจะต้องออกแบบให้มีความแข็งแรง ทนทานมากเป็นพิเศษ ทั้งยังต้องมีการตรวจสอบสภาพและความสมบูรณ์ของโครงสร้างของยานพาหนะเหล่านี้อย่างเข้มงวด และสม่ำเสมอ เพื่อตรวจหาความผิดปกติ หรือความเสียหายของโครงสร้าง (แม้เพียงเล็กน้อย) และหากตรวจพบก็จะต้องหยุดให้บริการและดำเนินการซ่อมแซม (Maintenance) โดยทันที เพื่อไม่ให้ชีวิตของผู้โดยสารตกอยู่ในความเสี่ยงหรืออันตราย และแน่นอนว่า มีการละเลยในกระบวนการดังกล่าว ก็อาจนำไปสู่หายนะได้

เรือดำน้ำไททัน มีโครงสร้างตัวถังรับความดัน (Pressure Vessel) ที่ทำจากวัสดุคอมโพสิต ซึ่งคาดว่ามันถูกออกแบบให้สามารถทนทานต่อแรงอัดของน้ำทะเลที่สูงถึง 4000 ตันต่อตารางเมตร ในระหว่างดำน้ำลงไปที่ระดับความลึกกว่า 3000 เมตรได้อย่างปลอดภัย และเคยนำผู้โดยสารดำน้ำลงไปชมซากเรือไททานิค และกลับขึ้นมาอย่างปลอดภัยมาแล้วก่อนหน้านี้ถึง 13 ครั้ง แต่ทว่าในภารกิจครั้งที่ 14 ของไททันกลับไม่เป็นเช่นนั้น จากรายงานข่าวมีการพบชิ้นส่วนซากของเรือดำน้ำไททัน และสันนิษฐานว่าเกิดจากการยุบตัวของโครงสร้าง (Implosion)

โฆษก GISTDA กล่าวอีกว่า การสร้างโครงสร้างที่ดีจะต้องเริ่มจากการออกแบบและจำลองสภาวะการทดสอบหรือการใช้งานด้วยเทคนิค simulation หรือการจำลองด้วย software คอมพิวเตอร์ ก่อนเข้าสู่ขั้นตอนการผลิตชิ้นส่วนจริง ซึ่งเป็นหัวใจของการพัฒนา และสิ่งที่จะยืนยันว่าวัสดุคอมโพสิทนั้น มีสมบัติ หรือความแข็งแรงเพียงพอหรือไม่ คือ "การทดสอบ" ด้วยมาตรฐานที่ถูกกำหนดขึ้นเพื่อทดสอบคุณสมบัติต่างๆที่วัสดุคอมโพสิทนั้นมีอยู่ ซึ่ง ปัจจุบันศูนย์ปฏิบัติการ GALAXI ให้บริการการทดสอบวัสดุในกลุ่มอากาศยานขั้นสูงอย่างคอมโพสิทคาร์บอนไฟเบอร์ และโลหะที่ใช้ในโครงสร้างอากาศยานด้วย ทั้งนี้ด้วยการที่ห้องปฏิบัติการฯ ได้ผ่านการรับรองมาตรฐานระดับสากลทั้ง As9100 iso/iec17025 และ NADCAP ทำให้ลูกค้าในกลุ่มอุตสาหกรรมหลายแขนง โดยเฉพาะด้านอากาศยาน รวมถึงผู้ผลิตชิ้นส่วนดาวเทียม สามารถมั่นใจถึงคุณภาพการของให้บริการทดสอบได้ในระดับสากล