فضانوردی با 12 درصد سرعت نور
دانشمندان در حال بررسی پروژه‌ای هستند که
طی ۱۰۰ سال به نزدیک‌ترین ستاره یعنی آلفا- قنطورس سفر کنند
محمد حسین جهان پناه | دانستنیها شماره ۷۹
در دسامبر ۲۰۱۲/آذر ۱۳۹۱ دانشمندان، محققان و علاقه‌مندان به سفرهای فضایی به مناسبت دومین سالگرد پروژه ۱۰۰YSS دور هم جمع شدند تا روی ایده‌های خود برای ساخت سفینه فضایی بین ستاره‌ای گفت‌وگو کنند. پروژه ۱۰۰YSS (یا به صورت دقیق‌تر k 100 Year Starship) برنامه تحقیقاتی مشترکی است که توسط دارپا – آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته پنتاگون – و ناسا پشتیبانی می‌شود و هدف آن توسعه تکنولوژی‌های مورد نیاز برای ساخت سفینه‌ای میان ستاره‌ای در دراز مدت است. آنچه در این گزارش می‌خوانید با الهام از نظریه‌های ارائه شده در این همایش، تعریف تخیلی از یک سفینه فضایی بین‌ستاره‌ای است؛ سفینه تخیلی با ظرفیت ۲۰۰ نفر که با هدف سفری ۹۰ ساله به نزدیک‌ترین ستاره به خورشید ما، یعنی پروکسیما قنطورس طراحی شده است. پروکسیما قنطورس، کوتوله سرخ رنگی در فاصله ۲۴/۴ سال نوری از خورشید و یکی از اعضای منظومه آلفا قنطورس است؛ جایی که نزدیک‌ترین سیارات فراخورشیدی به انتظار بازدید ما نشسته‌اند.
مائی جیمسون یکی از فضانوردان اسبق ناسا و رهبر پروژه ۱۰۰YSS می‌گوید: «تمام دانشی که برای رفتن به دیگر ستارگان نیاز داریم این است که بفهمیم چطور باید روی سیاره خودمان زنده بمانیم. ماموریت‌های بین ستاره‌ای نیازمند انقلابی در زمینه تولید مواد غذایی هستند. کشاورزی در فضا نیازمند درک عمیق‌تری از فعالیت میکروارگانیسم‌هایی است که از رشد گیاهان پشتیبانی می‌کنند. به‌عنوان‌مثال چطور باید مشکل نیاز به نور خورشید و باروری خاک برای کشت گیاهان خوراکی را در سفر فضایی طولانی برطرف کرد. در حال حاضر محققان از محفظه‌ای تحقیقاتی داخل ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده می‌کنند تا اطلاعات بیشتری در مورد بهترین شرایط برای پرورش گیاهان و حشرات را در فضا به دست آورند». و به نظر می‌رسد راه حل در چرخه‌ای نهفته است که الگوی آن را در نمودار مجاور می‌بینید.
انتخاب یک مقصد
هر سفر مهمی با انتخاب مقصد شروع می‌شود. در سال‌های اخیر به لطف تلسکوپ‌های فضایی اخترشناسان موفق به یافتن صدها سیاره فراخورشیدی شده‌اند؛ سیارات بی‌نام و نشانی که هر روز بیشتر و بیشتر می‌شوند. محققان براساس یافته‌های کنونی معتقدند دست‌کم ۵۰ درصد از ۱۵۰ هزار ستاره‌ای که تاکنون توسط تلسکوپ فضایی کپلر تحلیل شده‌اند، صاحب سیاراتی با ابعادی مشابه زمین یا کمی بزرگ‌تر هستند. با این وجود دانشمندان هنوز نمی‌دانند که آیا هیچ سیاره‌ای حول پروکسیما قنطورس، نزدیک‌ترین ستاره به منظومه ما وجود دارد یا نه. ۵ سال دیگر وقتی تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا پرتاب شود شاید بتواند پاسخی برای این سوال پیدا کند.
چه بپوشیم!
در یک سفینه فضایی حتی نیازهای پیش و پا افتاده ما هم تبدیل به چالش‌های بزرگ مرگ و زندگی می‌شوند. کارل اسپلوند استادیار دانشگاه رود‌آیلند و یکی از سخنرانان همایش ۱۰۰YSS در مورد مشکل پوشاک این‌طور می‌گوید: «در ایستگاه فضایی بین‌المللی (در مدار زمین)فضانوردان لباس‌های کثیف و کهنه خود را دور می‌ریزند. اما در یک مسافرت طولانی شما نمی‌توانید چنین کاری کنید. در چنین شرایطی شاید ما باید به مفهوم پوشاک از زاویه متفاوتی فکر کنیم؛ اینکه چطور باید برای یک صد سال در محیطی بسته پوشاک مناسب داشت، سوال جالبی است که قطعا پاسخ‌های جالب‌تری هم دارد. آیا می‌شود به جای پوشیدن لباس‌های پارچه‌ای متعارف
به نوعی دیگر خود را بپوشانیم؟
یک ماموریت ۹۰ ساله به ازای هر نفر حدودا به ۱۶۳۲ کیلوگرم مواد اولیه نیازمند است؛ این یعنی به ازای هر نفر ۲۱۶۰ بلوز و ۱۰۸۰ شلوار.
امنیت سرنشینان
بزرگ‌ترین خطری که سرنشینان چنین سفینه‌ای را تهدید می‌کند، ده‌‌ها سال تابش مستقیم تشعشعات الکترومغناطیسی و پرتوهای کیهانی است؛ موضوعی که می‌تواند سرنشینان را بیمار کرده و با آسیب رساندن به ساختار DNA توان باروری آنها را با خطر جدی مواجه کند. هر طرح ایده‌آلی برای مقابله با این موضوع باید با احتراز از افزودن به حجم فیزیکی سپرهای سفینه همراه باشد. در این میان شاید توسعه فناوری میدان‌های الکترومغناطیسی راه‌حلی برای این مشکل باشد. لابراتوار پیشرفته مغناطیس، شرکتی کالیفرنیایی که تجهیزات تصویربرداری پزشکی و نظامی تولید می‌کند، تحت یک توافق‌نامه با ناسا در حال مطالعه روی استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی برای مقابله با این خطرات است. از سوی دیگر کاهش شدید میزان جاذبه داخل یک سفینه فضایی جریان مایعات در بدن ما را مختل می‌کند که در دراز مدت می‌تواند ضمن آسیب‌های جدی مانع فرایند درمان بدن نیز شود. رونک اولابیسی، استاد مهندسی پزشکی در دانشگاه راتگرز نیوجرزی و عضو هیات علمی ۱۰۰YSS ، در حال تحقیق روی ماده چسبنده قابل تزریقی است که می‌تواند فرایند درمان زخم، قطعات استخوان و اندام‌های داخلی را سرعت بخشد. این سیستم با کپسوله کردن پروتئین‌ها موجب جوش خوردن استخوان و رشد بافت‌ها می‌شود و در عین اینکه توجه سیستم دفاعی بدن را نیز به خود جلب نمی‌کند. نتیجه نهایی این تحقیق البته قطعا تنها برای فضانوردان مفید فایده نیست؛ بلکه ممکن است بتوان شیوه بنیادین درمان زخم‌ها را نیز متحول کرد.
نیروی محرکه
فضاپیمای تخیلی ما از موتوری پلاسما استفاده می‌کند که از یک رآکتور گداخت هسته‌ای قدرت می‌گیرد. موتورهای پلاسما امروزه نویددهنده آینده روشنی هستند. سال گذشته شرکت آمریکایی Ad Astra توافق‌نامه‌ای را با ناسا امضا کرد که بر اساس آن قرار است در سال ۲۰۱۵/۱۳۹۴ یک موتور پلاسمای خورشیدی در ایستگاه فضایی آزمایش شود. به این ترتیب ممکن است در آینده نیروی گداخت پلاسما از تئوری صرف به واقعیت بدل شود. چنین اتفاقی می‌تواند تاثیر قابل‌توجهی هم در تکنولوژی موتورها و سفینه‌های فضایی برای سفر به مریخ یا حتی نقاطی دورتر داشته باشد.
فرود روی سیاره‌ای بیگانه
پس از رسیدن به منظومه آلفا قنطوروس، سرنشینان سفینه کاوشگرهای کوچک و سریعی را برای جمع‌آوری اطلاعات در سراسر منظومه این ستاره کوچک پرتاب خواهند کرد. کاوشگرها اطلاعات و یافته‌های خود را توسط لیزر در فرکانس مرئی نور به سفینه اطلاع می‌دهند. مهم‌ترین سوال در اینجا قطعا این است که آیا اثری از حیات در این منظومه بیگانه وجود دارد؟ دانشمندان برای مدت‌ها معتقد بودند که کوتوله‌های سرخ میزبان مناسبی برای سیارات زیست‌پذیر (مناسب پیدایش حیات، سیاراتی که در فاصله مناسب از ستاره مادر قرار دارند تا بتوانند در سطح خود جو و آب مایع داشته باشند) نیستند.چرا که آنها مقادیر عظیمی از اشعه مرگبار X از خود منتشر می‌کنند که اتمسفر سیارات را از بین می‌برد. طیف نگار اروپایی‌هارپس واقع در شیلی، سال گذشته با تحلیل ۱۰۲ کوتوله سرخ رنگ به این نتیجه رسید که ۴۱ درصد این ستارگان می‌توانند میزبان سیارات زیست‌پذیر باشند.
در عین حال محققان در حال بررسی این موضوع هستند که قمرهای سیاراتی که حول کوتوله‌های سرخ می‌چرخند می‌توانند به دور خود اتمسفر نگاه دارند. به هر حال اینها سوالاتی هستند که باید برای کوچ کردن به ستارگان پیش از پایان عمر خورشید طلایی‌مان پاسخ دهیم.
