استفاده از یخ قطب شمالی برای شروع اقتصاد بین سیاره‌ای مریخی

اغلب ما سفر کریسف‌کلمب به آمریکا و سفر به فضا ”دستیابی به فضا“ را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم. اما جهت دست‌یابی به بهشت کاری از عهده بشر برنمی‌آید. در پایان قرن ۱۵ در ملل اروپای کبیر برای اکتشاف آتلانتیک غربی فشار سیاسی و اقتصادی حاکم بود که سعی می‌کردند راهی مستقیم به خاور دور بیابند. یک قرن طول کشید تا این تلاش‌های زیاد منجر به استقرار گروه‌هائی از مردم شد. قبل از آن در آنجا صرفاً پرچم و ردپاهائی دیده می‌شد. ابتدا به‌دلیل وجود طلا سپس furr و rhum سبب سرمایه‌گذاری برای آن تلاش‌های بزرگ شد. اما جهت انجام مقایسه درست ما باید هر چیزی را در جای خود قرار دهیم. به‌وسیله آپولو و Space Race و یک نسل جنگ سرد ما اقیانوس را رد کردیم و پرچم‌مان را بر زمین زدیم. برخی حتی به جرأت می‌گویند که ما صرفاً قلمرومان را مشخص کردیم. اما چرا ما به ماه برمی‌گردیم؟ یا مریخ؟ چرا ما قصد داریم گروه‌هائی را در آن محیط‌های سخت و خشن مستقر کنیم؟
اجازه دهید برای لحظه‌ای به زمین برگردیم و درباره تاریخ و دستاوردهایمان فکر کنیم. ما در قطب جنوب در بدترین شرایط جوی موجود روی سیاره مراکز خاصی داریم با این‌وجود ما باید هنوز افرادی را ببینیم که در آنجا مستقر می‌شوند و فرزندانشان را بزرگ می‌کنند به چه دلیل؟ وابستگی کامل به کالاهای وارد شده برای بقا و هزینه بالای حمل آنها.
با این‌وجود در دیگر بخش‌های بی‌آب و علف دنیای جدید بیشتر شهرهای بزرگ متحول شده‌اند.
آن مناطق اغلب پایگاه‌های داد و ستدی بودند که مدام رشد می‌کردند و به‌وسیله مهاجرت و تولید توسعه یافتند یا کلیدی برای بهره‌برداری از منابع طبیعی بودند. مریخ دارای چه منابع طبیعی است که بهره‌برداری آنجا از هر جای دیگری ارزان‌تر است و این که آیا حفظ سایر پایگاه‌ها درست است؟ چه عاملی می‌تواند دیر یا زود بشر را برای رفتن به مریخ به‌غیر از کنجاوی شگرف هدایت کند؟
آب، میلیاردها تن آب که قبلاً برنامه‌ریزی شده. اغلب گفته می‌شود که چون ماه نزدیک‌تر است ابتدا به ماه می‌رویم و سپس به مریخ. ما می‌توانیم از قانون اقتصادی عرضه و تقاضا برای یافتن آنچه که می‌تواند ما را به رفتن به مریخ تشویق کند، استفاده کنیم. در ماه آب وجود ندارد و نه حتی ئیدروژن برای تولید آن. مطمئناً در بیشتر بررسی‌ها نشان داده شده که ممکن است نشانه‌هائی از وجود آب در بیشتر گودال‌های موجود در روی ماه باشد اما عقیده همگان این است که برای بهره‌برداری باید تلاش زیادی کرد و ئیدروژن را باید وارد کرد.
حمل ئیدروژن کار دشواری است. ئیدروژن می‌جوشد و از مخزنش به بیرون نشت می‌کند و برای ماندن در سرما (برودت) نیاز به انرژی دارد و باید به سرعت به مقصد برسد. فرستادن ئیدروژن از زمین به ماه همچنین به سرعت زیادی نیاز دارد و برای رسیدن به آنجا به وسایل پرتابی گران و سنگین لازم است.
از سطح زمین شما به سرعتی در حدود (m/s ۹۵۰۰ (delta-V برای پرتاب به LEO جهت کم‌کردن و غلبه بر جاذبه زمین نیاز دارید. شما به یک سرعت اضافی ۳۹۰۰ m/s برای رفتن روی مدار وابسته به ماه نیاز دارید اما شما هنوز روی ماه نیستید و سرعتـی در حدود ۲۰۰۰ m/s اضـافه کنیـد بـرای فرود رسیـدن به سطـح آن. در مجمـوع برای از زمین به ماه سرعتی معـادل delta-v)۱۵۴۰۰ m/s) لازم است.
اکنون اگر شما به مریخ نگاه کنید شما با همان سرعت ۹۵۰۰ m/s به LEO بروید و سپس برای به مدار مریخ ۵۷۰۰ m/s اضافه کنید، جمع آن ۱۵۲۰۰ m/s است.
از آنجائی‌که فرستادن چیزی به ماه و مریخ مشابه است اجازه دهید برگشت سرمایه را در نظر بگیریم. اگر شما ئیدروژن به ماه بفرستید شما نمی‌توانید در آنجا ئیدروژن بیشتری تولید کنید. اما اگر شما یک بار سودآوری را به مریخ بفرستید که بتواند ئیدروژن تولید کند شما می‌توانید ئیدروژن مورد نیاز را ذخیره کرد و مابقی را به ماه بفرستید.
حتی قرار است که محفظه‌های آب در جای خود روی ماه از آهن ساخته شوند و بگذارند آب در داخل آن منجمد شود. چرا آب؟ خوب به خاطر بیاورید در غیر این‌صورت باید ئیدروژن حمل شود.
از آنجائی که ما سوخت‌های تولیدشده مریخ (متان/اکسیژن و یا موشک هسته‌ای بخار آب) ما به سرعتی در حدود ۸۰۰۰ m/s برای خارج شدن از مریخ و قرار گرفتن در مسیر برگشت به زمین نیاز داریم. بار دیگر ما از محیطی که با هوا احاطه شده و مسیری که برای رسیدن به مدار ماه با حداقل انرژی ممکن تنظیم شده استفاده می‌کنیم. این موضوع کم و بیش قبلاً انجام شده است.
▪ اولین قدم:
باید یک فضا ناو پژوهشی در قطب شمالی فرود آید و مقدار آب یخ قطبی مریخی را تعیین کند. اگر این مسئله بتواند در تراز یک فضا ناو پژوهشی در حال در مدار انجام شود بسیار خوب است اما قبل از انجام برنامه شما باید از اینکه در آنجا یخ شیرین به مقدار کافی موجود است مطمئن شوید. من به مطالب THRMIS را خواندم اما بهتر است قبل از رفتن مطمئن شوید. دومین قدم که با اولی می‌تواند تلفیق شود اینست که باید یک کارخانه اقدام به ساخت CH۴-H۲O-O۲ خودکار کرد. لندر ماشینی باید آماده شود برای قطعه قطعه کردن یخ و پرداختن به یک طرح مارپیچی از نقطه فرود به طرف بیرون سپس برگشت به نقطه فرود لایه که ۱۰ـ۲۰ سانتیمتر بریده شده‌اند. برق به‌وسیله یک رآکتور اتمی کوچک تأمین می‌شود با ظرفیتی که دوباره باید سوخت‌گیری شود. کارخانه یخ خشک و تر را مخلوط می‌کند و به‌وسیله گرم کردن CO۲ (دی‌اکسید کربن) متصاعد می‌شود. آب به حالت مایع می‌ماند و به‌صورت مولکول ئیدروژن و اکسیژن الکترولیز می‌شود.
بخشی از بار ئیدروژن سپس با دی‌اکسید کربن واکنش می‌دهد و متان تولید می‌شود. من کلمه به کلمه (دقیقاً) آنچه که درباره Zubrin case برای مریخ شنیده بودم را شرح می‌دهم، به هر صورت خوب است که وقایع و شواهد تکرار و بازگو شود. تولید کافی است اما به‌حد دلخواه نرسیده و ما باید محفظه بسازیم. فرود در محدود چند صدمتر انجام می‌شود. این در گذشته به‌وسیله پیمایش‌گر روی ماه انجام شده است.
سپس یک گشت‌گر لندری با نیروی ئیدروژن ـ اکسیژن ـ متان (Power-Hydrogen-Oxygen-Methanelander) (PHOM) را جستجو خواهد کرد.
۳ عدد لوله (مجرا) از محل لندر (Habitat Lander) فرستاده می‌شود یکی برای هر یک از محصولات گازی، هر کدام از ساختمان بیرونی که ابتدا به‌وسیله واکنش متان و اکسیژن در یک باتری سوخت پر خواهند شد جهت تأمین برق (نیرو) برای وسایل و همچنین بخار آب خالص و دی‌اکسید کربن. پوشش دوم در داخل پوشش اول قرار گرفته که سپس به‌وسیله اکسیژن (O۲) به‌طور همزمان پر خواهد شد. این دو پوشش متورم به‌وسیله شکافی به پهنای ۳۰ سانتیمتر از یکدیگر جدا می‌شوند و این شکاف که به‌وسیله بخار آب پر شده و به آرامی سبب تشکیل لایه یخی همچون یک ایگلو (Igloo (کلبه برفی اسکیموها)) می‌شود.
گاز به‌وسیله مرکز کیسه‌ها فرو برده می‌شود، هوای سرد مریخ سبب تقطیر بخار آب و چکه‌کردن قطرات به قسمت‌های بیرونی به‌وسیله جاذبه می‌شود.
فشار به‌گونه‌ای تنظیم می‌شود که آب مایع در ته منزلگاه انباشته نمی‌شود و در نتیجه کاربری باتری سوختی تنظیم خواهد شد.
لایه یخ ساکنان در برابر تشعشع ورودی محافظت می‌کند. یک لوله‌ای که از قبل داخل کیسه‌ها ایجاد شده برای دسترسی به داخلی‌ترین قسمت پوشش از سمت بیرون سبب ایجاد شکافی به پهنای ۲ متر در روی یک‌طرف از ساختمان می‌شود. از پوشش سوم بعدها استفاده خواهد شد. زمانی‌که زیستگاه برپا شود ما اقدام به پرتاب بار انسانی که متشکل از ۴ نفر مرد هستند خواهیم کرد. در این مرحله با توجه به دلایلی که بعدها مشاهده خواهید کرد زن وجود ندارد. ما به افرادی متبحر در زمینه برق، مکانیک و مواد و همچنین دارای سابقه در امور پزشکی و زیست‌شناسی نیاز داریم. در این پرتاب همچنین خاویار و دانه‌های مختلف فرستاده می‌شود. وسیله انتقال دارای یک محفظه خواب است که به‌وسیله یک پوشش آبی به عرض ۳۰ سانتیمتر احاطه شده و از باتری‌های سوختی ئیدروژن / اکسیژن برای صعود در وقت اضافه بر روی حجم که فشار هوای داخل آن تنظیم شده استفاده می‌شود. از باتری‌های سوختی برای تکمیل کردن پهنه‌های آفتاب‌گیر (انرژی خورشیدی می‌سازد) استفاده می‌شود به‌دلیل نیاز به انرژی بیشتر. بنابراین دوستان ما نزدیک مجموعه قطبی فرود می‌آیند. اولین وظیفه مجهز کردن زیستگاه است. اگر به هر دلیلی خطوط گازی نتوانند به ساختمان phom وصل شود مداخله انسان هر اشکالی را که به‌وجود آمده باشد را رفع می‌کند.
یک خط نیرو (برق) از زیستگاه به کارخانه Phom متصل خواهد شد که سبب یکی شدن منابع الکترونیکی می‌شود و خطوط گازی بین زیستگاه واندر انتقال مسدود خواهد شد.
میزان مصرف خط اصلی به‌وسیله رآکتور هسته‌ای PHOM، پیک بارها به‌وسیله زیستگاه و باتری‌های سوختی لندر انتقال تأمین می‌شوند. بسته به این‌که آیا پهناهای آفتاب‌گیر تخلیه شوند قبل از ورود یا Foldedbook از آنها هم می‌توان به‌عنوان یک منبع برق مکمل یا حتی منتقل شوند و برای به حرکت درآمدن وسایل فرود استفاده کرد.
با شروع سوخت‌گیری مجدد موتور فرود لندر متان ـ اکسیژن اگر اتفاق بدی افتاده باشد افراد می‌توانند برگردند. بعد از یکی شدن منابع، زیستگاه عمدتاً مجهز می‌شود به‌عنوان یک ساختمان زیست‌شناسی / پزشکی با نیمی از آن فضائی که برای خواب ۸ نفر بزرگسال آماده شده. یک حباب هوا (هوابند) معمولی که با زیستگاه پرتاب می‌شود در نیمه راه بین لندروز و زیستگاه به‌وسیله تونل‌های پوشیده از یخی که فشارشان تنظیم شده و متصل به آنها هستند نصب خواهد شد. شکاف بین پوشش دوم و سوم به‌وسیله کف (اسفنج) پلی‌یورتن که برای عایق‌بندی آورده شده پر خواهد شد. گاز امولسیونی می‌تواند فشرده شود دی‌اکسید کربن. کف می‌تواند به‌عنوان یک لایه اضافی محافظتی در برابر سرما و تشعشات عمل کند. یک حفره گود در قسمت متصل به مجموعه به عمق ۴ متر در مرکز آن ایجاد می‌شود و یک زیستگاه دومی همانند پوشش در مرکز آن که متورم شده و به‌صورت لایه یخ درآمده نصب خواهد شد. گرچه به‌جای اکسیژن، دی‌اکسید کربن و آب برای درونی‌ترین پوشش مانند بیرونی استفاده خواهد شد. اگر عایق‌بندی انجام شده به‌وسیله لایه کف، آب تا سطح بالا خواهد آمد. از آبگیر حاصل به‌عنوان یک محل پرورش ماهی و آبکشت استفاده می‌شود اما ابتدا در داخل آب خالص به‌وسیله جلبک که Co۲ مصرف می‌کند تخم ریخته می‌شود.
ساطع شدن LEDs نور با طول موج‌های مناسب، نور لازم را فراهم می‌کند. مقدار تشعشات نقش خواهند داشت در ارزیابی محیط زندگی.
زمانی‌که تولید ماهی و گیاهان به میزانی باشد که قابل تحمل برای ۱۲ نفر بزرگسال باشد گروه اعزامی میراث انسانی به همراه ۴ نفر خانم و یک بار قیمتی از تخمک و اسپرم منجمد شده انسانی از هر نژادی زمین را ترک خواهند کرد. هر زنی دارای گروه خونی متفاوتی خواهد بود و نوع خون‌دهنده همچنین در بانک داده‌ها ثبت خواهد شد. برنامه به این‌صورت است که بارورسازی در آزمایشگاه صورت می‌گیرد و DNA را از نظر هرگونه مشکلی بررسی می‌کنند قبل از القاء نطفه.
نمی‌دانم اگر چنین کاری امکان‌پذیر است ممکن است تعدادی سلول بنیادی (stem cell) را پرورش دهند در حالی‌که جنین در سه ماه اول است و سپس تعیین می‌کند اگر نیاز به وقفه‌ای باشد. به‌وسیله آوردن یک مخزنی از زمان‌های متنوع این امکان فراهم می‌شود که از مسائل مادرزادی بعدی اجتناب شود و همچنین حفاظتی اضافی برای بار قیمتی در مسیر به مریخ فراهم می‌شود. با توجه به دلایل مشخص بهتر است که زنان زیست‌شناس، پزشک کودک، روانشناس و یا حرفه‌‌های مشابهی باشند. زنان برای اینکه در معرض تشعشات قرار نگیرند بهتر است بیرون نروند و رفتن به برخی مناطق بسته به میزان تشعشات اندازه‌گیری شده در مناطق می‌تواند محدود شود. در آنجا ممکن است زمان واقعی برای دوران بارداری نباشد و نگذارید با داشتن یک کودک زودرس مشکلات افزوده شود.
تصور کنید اگر ۴ زن هرکدام در عرض سه سال دارای ۳ کودک شوند هر دو سال یک کودک جمعیت پایگاه تا ۶ سال به ۸ نفر بزرگسال و ۱۲ بچه می‌رسد.
به‌طور مثال:
زیست‌شناسان روش‌های استفاده از خاک مریخ برای رشد گیاهان را بررسی خواهند کرد. ممکن است بعد از ۵ سال تحقیق آنها رشته‌های خاصی از باکتری‌ها را برای وصل کردن ”سرهم‌بندی کردن“ یا جلبک، حزه یا هر چیز دیگری درخواست کنند. اولین گروه مردانی که در آنجا گردش می‌کنند بعد از مدت ۴ سال نسبت به زنان در معرض اشعه بیشتری خواهند بود. بسته به نوع زندگی، وسایل و لوازمی از زمین مورد نیاز خواهد بود: الکترونیک، صابون و غیره.
صنعت کوتاه‌مدت برای یک‌چنین جمعیتی ممکن است تولید سوخت برای سفرهای زمین به مریخ و مریخ به زمین باشد. از آنجائی‌که در مریخ میزان جاذبه کمتر است پرتاب بارهای سنگین آب از مریخ به سمت ماه ارزان‌تر خواهد بود.
فواید بسیاری وجود دارد از آنجائی‌که در مریخ فشارهوا خیلی کم است شما می‌توانید از موتورهای خلاء بهینه استفاده کنید. واردات میله‌های سوخت هسته‌ای، الکترونیک و سایر منابع خواهد بود. اگر در ماه افرادی وجود داشته باشد به آنها آب فروخته خواهد شد. من هنوز آن را محاسبه نکرده‌ام اما تصور می‌کنم که ۱۰ هزار تن آب از مریخ به ماه فرستاده می‌شود که هزینه پرتاب آن نصف هزینه پرتاب آن از زمین خواهد بود. از آنجائی‌که حداکثر جرم برای یک فضا ناو ”بار“ به مریخ با یک فضا ناو ”بار“ به ماه فرقی نمی‌کند، من فکر می‌کنم بهتر آن است که به‌وسیله این برنامه برای همیشه به ماه برگردد. با توجه به فراوانی نسبی آب در مریخ و همچنین جاذبه کم و نزدیک بودن به ماه.
در ذیل برنامه زمانی پیشنهادی من برای ترک خاستگاه ارائه شده است:
۱) تعیین محل‌های وجود آب و سایر منابع سودمند در مریخ
۲) فرستادن یک لایه یخ قطبی خودکار به کارخانه قابل مصرف
۳) استقرار انسان در قطب برای ارزیابی احتمالی خودکفائی
۴) مجهز کردن محل استقرار به‌گونه‌ای که تأمین‌کننده نیازهای آب و غذا باشد، فراهم آوردن منابع مورد نیاز
۵) برگرداندن آب به مدار زمین به‌وسیله aero braking (ترمز هوائی)
۶) استفاده از آب برگردانده شده برای کمک به استقرار انسان در روی ماه
۷) استقرار یک صنعت فضائی در ماه به منظور ساختن ساختمان‌ها، موتورها و سایر قسمت‌های فلزی مورد نیاز برای مونتاژ کردن EMEs گذرگاه‌های (زمین ـ ماه ـ زمین)
چنین وسایل حمل و نقل فضائی دارای قطعاتی خواهند بود که به‌وسیله یک کابین ”قطعه“ زیستگاه حفاظت می‌شود از اشعه به‌وسیله آب مریخ، یک کابین نیرو (برق) (خورشیدی، هسته‌ای، منبع برق) و یک کابین رانش‌گر
۸) ایجاد مبادلاتی بر روی مثلث ماه ـ زمین ـ مریخ. با تأمین منابع زنده، توسط زمین و منابع انسانی و اجزائی با تکنولوژی بالا، سوخت مریخ و ماه به‌عنوان یک صنعت فرآیندسازی /دگردیسی/مونتاژ.
باعث می‌شود تا هم مریخ و ماه تا حد امکان در زمینه‌های قابل مصرف خودکفا شوند. هزینه کلی پروژه چندین میلیارد می‌باشد اما حداقل امکان بازگشت سرمایه هست (مدت زمان برای برنامه‌های مریخ ۵۰۰ روز و برای پروژه‌های ماه، یک‌ماه).

منبع: اینترنت

منبع : ماهنامه مهرآب