مقاله انتظار براي انقلاب فناوري در سفرهاي فضايي

[YAGHOT SEFID 29,302]

انتظار براي انقلاب فناوري در سفرهاي فضايي

جام جم آنلاين: از حدود نيم قرن پيش كه يوري گاگارين پيشقراول حضور انسان در فضا شد و بعدها كه آرمسترانگ و آلدرين با فضاپيماي عقاب خود بر خاك ماه نشستند و پاي بشر خاكي به دنيايي ديگر باز شد، فصل نويني آغاز شد كه عصر فضا ناميدندش.

اين عصر به اندازه عنوان باابهتش براي بشر و سرنوشت او از اهميت برخوردار بوده و بي‌ترديد به لحاظ مجموعه اقدامات و نتايجش يكي از چالش برانگيزترين و خطيرترين حوزه‌هاي دانش و فناوري محسوب مي‌شود. صحبت از دانش فضايي و برنامه‌هاي اكتشاف فضايي است كه معرفي آن به عنوان يكي از «پيشروترين تحقيقات علمي بشر» سخن گزافي نيست. اين حوزه هر چند معرف چند دهه همت و تلاش محققان در پيگيري و تحقق ماجراجويي‌هاي فضايي انسان است، اما از نقش ضمني آن در پيشرفت و توسعه علم و زندگي بشر نيز نمي‌توان چشم پوشيد. جستجوي سر نخ تولد و نحوه ظهور شماري از مهم‌ترين و تأثيرگذارترين فناوري‌هاي كنوني، ما را به برنامه‌هاي اكتشاف فضا و نقش آن در شكل‌گيري فهرست بلند بالايي از فناوري‌هاي نام آشنا رهنمون مي‌كند كه هر چند با الهام از دستاوردهاي فضايي رشد و توسعه يافته‌اند اما هركدام مسيري متفاوت را در جريان زندگي حال و فرداي ما پيدا كرده‌اند اما به‌رغم اين همه تلاش و همت، برنامه فضايي با تكيه بر داشته‌هاي سنتي خود، دورنماي اميدبخشي از آينده ندارد و گفته مي‌شود تحقق آرزوهاي بشر براي دسترسي به اهداف خيلي دور تنها با توسل به فناوري‌هاي سنت‌شكن و رويكردهايي بديع و استثنايي خواهد بود. امروز و در حالي كه تب ماجراجويي‌هاي فضايي با شتاب گرفتن برنامه‌هاي فضايي بخش خصوصي بالا گرفته و طرح‌هايي براي آينده نزديك به منظور ارسال انسان به مدار زمين وجود دارد، هيجان و اميد براي تحقق سفرهاي بين سياره‌اي با شرايط دلسردكننده‌اي روبه‌روست. به بيان ديگر اگر بخواهيم نخستين سفرهاي بين سياره‌اي را براساس بضاعت فناوري موجود و سرمايه جاري برنامه اكتشاف فضا تخمين بزنيم، احتمالا جاي چنين مأموريت‌هايي به صدها سال آينده حواله خواهد شد.

شايد نتايج بررسي‌هاي كميته بازنگري برنامه پرواز فضايي انسان در آمريكا(هيأت آگوستين) را بايد به منزله مهر تاييدي بر چشم‌انداز دور و كمرنگ پروژه سفرهاي بين سياره‌اي دانست. در رأي صادره كميته تحقيق و بازنگري آمده است: «انتظار نمي‌رود فضاپيماي مطمئن و چند بار مصرفي كه بتواند انسان را به ماه برده و برگرداند تا سال1410 خورشيدي در دسترس باشد.» جالب اينجاست كه مقصد فضايي ذكر شده براي چنين برآوردي، قمر زمين است كه درست پيش‌روي ما و آنقدر نزديك است كه گاهي هوس مي‌كنيم لمسش كنيم. حال اگر اين برآورد را با تشخيص ديگر كميته جمع كنيم، اوضاع جالب‌تر هم مي‌شود؛ آنجا كه اعلام مي‌كند: «ماه‌نشين مفروض در صورت دارا بودن عملكرد مناسب هم براي دريافت مجوز لازم جهت ماموريت‌هاي سرنشين‌دار بايد سال‌هاي طولاني منتظر ​بماند.» با اين اوصاف براي عموم علاقه‌منداني كه انتظار شنيدن شمارش معكوس يك مأموريت ميان سياره‌اي را در خلال يكصد سال آينده دارند، جو بدبيني و ترديدها بيش از پيش بر فضاي اميد حاكم مي‌شود.

البته اين حكم‌ها با انتقادهايي جدي نيز روبه‌رو شده است و بويژه اكنون كه در آستانه فصل جديد سفرهاي فضايي بخش خصوصي قرار گرفته‌ايم، چنين احكامي را بايد به منزله آب سردي بر آتش رقابت شركت‌ها براي ارائه برنامه‌هاي جاه‌طلبانه پروازهاي فضايي دور و نزديك انسان قلمداد كرد. به‌طور نمونه، مديريت پروژه ايكاروس ـ از طرح‌هاي پيشگام سفر فضايي ميان سياره‌اي ـ با اين كه واقعيت موجود را تأييد مي‌كند، اما پاك كردن سريع صورت مسأله و خط بطلان كشيدن روي قضيه مأموريت بين سياره‌اي را نيز اشتباه فاحشي مي‌داند. منتقدان معتقدند كميته بازنگري پرواز فضايي انسان در قضاوتش موضوع مهمي را از قلم انداخته است. استدلال جالب توجه و تأمل برانگيزي كه آنها ارائه مي‌كنند به همان دستاوردهاي آشوب‌زا و غيرقابل پيش‌بيني در هر دو زمينه فناوري و اقتصاد اشاره دارد كه مي‌تواند به آرمان شوق‌انگيز بشر براي سفر به اعماق فضا شتابي قاطعانه و دلگرم‌كننده ببخشد. براساس نظريه فناوري‌هاي آشوبگر، در جريان پيشروي متعارف رودخانه‌هاي علم و فناوري به سمت اقيانوس اكتشافات فضايي، ظهور برخي دستاوردهاي فناورانه باعث بروز اختلال و جهش‌هايي در مسير پيشرفت خواهد شد كه پيامدهاي بعدي اين بي‌نظمي مي‌تواند نخستين اكتشاف انساني از منظومه ستاره‌اي ديگر را همراه با موجي عظيم به جلو پرتاب كند. البته ظهور فناوري‌هاي انقلابي در 3 حوزه بيش از همه مي‌تواند ما را به سر منزل مقصود و تحقق سفرهاي دور فضايي برساند كه عبارتند از: 1) سهولت دسترسي به فضا 2) تجاري سازي فضا 3) فناوري گداخت هسته‌اي.

شرط اول سفر، دسترسي آسان به مقصد

امروزه دسترسي به مدار زمين بسيار گرانقيمت است. براي مثال مأموريت يكي از شاتل‌هاي فضايي كه البته اكنون بازنشسته شده است، با استعداد نقل و انتقال حدود 25 تن بار به مدار زمين، نزديك به نيم ميليارد دلار هزينه دربرداشت و نيازمند ماه‌ها برنامه‌ريزي و ارتش كوچكي از كاركنان پشتيباني بود. البته اين رقم بالا و زمان زياد در حالي است كه مثال بارز شاتل فضايي تنها يك مدل از طرح‌هاي دسترسي فضايي تلقي مي‌شود اما پروژه اسکاي لون كه قرار است محل عرض اندام اروپا در صحنه سفرهاي فضايي به حساب آيد، نمونه متفاوت اين ماجراست. اين فضاپيماي بدون خلبان رفت و برگشتي براي پرواز در محدوده جو از يك موشك هوامكنده و براي ادامه مسير برفراز اتمسفر زمين از يك موتور تك مرحله‌اي استفاده مي‌كند تا محموله خود را به مدار زمين برساند. فضاپيماي اسكاي لون با استفاده از اين تركيب موتوري خود به تركيب سوخت خيلي كمتري نسبت به ساير موشك‌هاي سنتي احتياج دارد و به اين ترتيب، هزينه‌هاي پرتاب را تا حدود 23 برابر كاهش مي‌دهد. درصورت عملياتي شدن اين فناوري، عصر جديدي از اكتشاف فضايي رقم خواهد خورد. اين پروژه تنها يك نمونه از فناوري‌هاي انقلابي است كه دسترسي ارزان و آسان به فضا را براي ما ميسر مي‌سازد. اما بي‌شك هيجان‌انگيزترين نمونه از مدل‌هاي سفر به مدار زمين مربوط به طرح آسانسور فضايي است.

نكته: بي‌شك هيجان‌انگيزترين نمونه از مدل‌هاي سفر به مدار زمين مربوط به طرح آسانسور فضايي است

ايده اصلي طرح آسانسور فضايي شامل فرود آوردن كابلي از مدار زمين ثابت به سطح زمين است كه محاسبات نشان مي‌دهد حتما بايد از نانو مواد جديدي ساخته شود. چنين كابلي با نقاطي روي زمين كه در استواي اين كابل پس از رسيدن به سطح زمين در جايي روي خط استوا بايد به زمين وصل و محكم‌ شود. در آسانسورهاي فضايي براي انتقال جرم به مدار زمين به جاي سوخت موشكي از نيروي برق استفاده مي‌شود. با چنين ساز و كاري قيمت ارسال هر كيلوگرم محموله به مدارزمين تقريبا 200 دلار است و اين چيزي حدود 100 مرتبه ارزان‌تر از سامانه‌هاي مرسوم خواهد بود. پروژه‌هايي از جمله اسكاي لون، آسانسور فضايي و ديگر فناوري‌هاي پيشگام، توجه و اهتمام جدي جامعه فضايي و پژوهشگران اين حوزه را به خود جلب كرده است.

تجارت و منفعت؛ جاده صاف كن سفرهاي دور

تجاري‌سازي فضا حوزه احتمالي ديگري است كه بروز انقلاب‌هاي فناورانه در آن مي‌تواند به قيمت هموار شدن هر چه بيشتر جاده سفرهاي فضايي تمام شود. به اكتشافات فضايي اغلب به عنوان يك ماجراجويي گران با برگشت سرمايه اندك براي اقتصاد و سرمايه‌گذارش نگريسته مي‌شود. برنامه‌هاي مسافرت فضايي انسان، تاكسي فضايي، توريسم و هتل‌هاي فضايي شايد از آن‌رو كه بوجه‌اي دولتي پشت‌سرشان نيست، زياد جدي گرفته نمي‌شود؛ ولي نبايد فراموش كرد كه طي دو سه قرن اخير و روي خود زمين نيز سرزمين‌هاي دور و ناشناخته‌اي بودند كه صرفا به طمع كسب منابع و منافع بيشتر از سوي شركت‌هاي بازرگاني دريايي آن زمان به منزل و مأواي انسان‌ها بدل شدند.

ضمن اين كه ماجراجويان فضايي به برنامه‌هاي فضايي خود به چشم بستري براي ظهور طيف متنوعي از فناوري‌هاي مفيد جهت زندگي بشر طي سال‌هاي اخير استناد مي‌كنند. به‌طور نمونه مي‌توان به برنامه بزرگ آپولو اشاره كرد كه چگونه توانست روند توسعه فناوري‌هاي انقلابي همچون ريزپردازنده‌ها را تسريع كند؛ فناوري ارزشمند و تأثير‌گذاري كه در حال حاضر باعث و باني صنايع چند ميليارد دلاري است. البته موضوع مهم براي سرمايه‌گذاران، بازگشت عيني و سريع سرمايه‌گذاري است. از اين‌رو، موضوع تجاري سازي فضا به عنوان مؤلفه‌اي حياتي و تعيين‌كننده براي تسريع بخشيدن به روند ساخت يك مأموريت بين سياره‌اي مطرح خواهد بود. براي درك بهتر نقشي كه تجاري سازي فضا مي‌تواند به عنوان كاتاليزور برنامه سفرهاي بين سياره‌اي ايفا كند، ذكر مباحث جديدي نظير بهره‌برداري از منابع و دارايي‌هاي فرازميني خالي از لطف نيست. جان لوئيس در كتاب «معدنكاري آسمان» خود تخمين مي‌زند كه يكي از نزديك‌ترين اجرام فضايي به زمين، ثروتي معدني بالغ بر 15 تريليون دلار را در خود جاي داده است. براي داشتن قياسي زميني از اين دارايي آسماني همين بس كه رقمي معادل كل توليد ناخالص داخلي سالانه آمريكا مي‌شود. با فرض اين كه ميليون‌ها مورد از چنين اجرام فضايي تنها در منظومه شمسي ما وجود دارد، تصور اين كه معدنكاري فضايي چگونه و با چه سرعتي مي‌تواند به فرصت تجاري محشري تبديل شود، جاي تعجب نخواهد داشت. البته در حال حاضر به‌واسطه همان هزينه‌هاي بالاي ارسال، بازگشت سرمايه در مورد هرگونه كسب و كار در معادن فضايي بي‌فايده به نظر مي‌رسد.

بيمه سوخت، كارت طلايي سفر

اما سومين حوزه‌اي كه با دستاوردهاي انقلابي و جريان سازش مي‌تواند بليت سفرهاي بين سياره‌اي را در جيب‌مان بگذارد، فناوري گداخت هسته‌اي خواهد بود. بي‌ترديد وقوع دستاوردهاي بزرگ در زمينه مهار و بهره‌برداري از انرژي گرما هسته‌اي(فيوژن)، حكم سوخت طلايي را براي يك مأموريت بين سياره‌اي خواهد داشت. گداخت هسته‌اي همان منبع بالقوه‌اي است كه به ستارگان عالم قدرت و فروغ مي‌بخشد. چند دهه است كه تلاش بشر معطوف رام كردن اين اسب سركش شده است. اين حوزه گرچه انسان را با چالش‌هاي واقعا بغرنج و سختي مواجه ساخته، ولي دست‌كم اين دلگرمي وجود دارد كه مشكلات حل نشدني و شكست‌ناپذيري نيستند. به عنوان مثال دانشمندان انجام يك آزمايش جديد را طي همين سال جاري ميلادي پيش‌بيني مي‌كنند كه نقطه عطفي در اين حوزه محسوب خواهد شد. البته دستاوردهاي ما در زمينه همجوشي هسته‌اي ممكن است روندي كند و تدريجي را نشان دهند، اما تلاش‌هاي بي‌وقفه‌اي در گوشه و كنار دنيا درخصوص مهار اين انرژي در جريان است كه انتظار مي‌رود به جهش‌هاي معني داري منتهي شود.

موضوع بسيار مهم در مورد دستاوردهاي همجوشي هسته‌اي، مسأله زمان و ساخت رآكتور تجاري فعال است و به همين دليل ورود بخش خصوصي و سرمايه‌گذاري كلان در تحقيقات اين حوزه، نقش تعيين‌كننده‌اي خواهد داشت. دستاوردهاي همجوشي هسته‌اي در حالي نقطه عطف و راهگشاي سفرهاي ميان سياره‌اي تلقي مي‌شود كه بد نيست بدانيم اين فناوري حدود يك ميليون‌بار انرژي بيشتري از سوخت شيميايي پرتابه‌هاي سنتي آزاد مي‌كند و به احتمال زياد مي‌تواند فضاپيمايي را با كسر معقولي از سرعت نور به پيش براند. با اين اوصاف، ملاحظه نقش محتمل دستاوردهاي دانش بشري در به هم زدن معادلات اكتشافات فضايي و جهش‌هاي چشمگيري كه از دل اين آشوب فناورانه سر مي‌زند، ما را به نتيجه‌گيري‌هاي متفاوتي از آينده فضايي رهنمون خواهد كرد.