انتظار برای انقلاب فناوری در سفرهای فضایی

سفر به مقاصد دور در منظومه شمسی یا فراتر از آن, معطل سه انقلاب در فناوری فضایی است

از حدود نیم قرن پیش که یوری گاگارین پیشقراول حضور انسان در فضا شد و بعدها که آرمسترانگ و آلدرین با فضاپیمای عقاب خود بر خاک ماه نشستند و پای بشر خاکی به دنیایی دیگر باز شد، فصل نوینی آغاز شد که عصر فضا نامیدندش.

این عصر به اندازه عنوان باابهتش برای بشر و سرنوشت او از اهمیت برخوردار بوده و بی‌تردید به لحاظ مجموعه اقدامات و نتایجش یکی از چالش برانگیزترین و خطیرترین حوزه‌های دانش و فناوری محسوب می‌شود. صحبت از دانش فضایی و برنامه‌های اکتشاف فضایی است که معرفی آن به عنوان یکی از «پیشروترین تحقیقات علمی بشر» سخن گزافی نیست. این حوزه هر چند معرف چند دهه همت و تلاش محققان در پیگیری و تحقق ماجراجویی‌های فضایی انسان است، اما از نقش ضمنی آن در پیشرفت و توسعه علم و زندگی بشر نیز نمی‌توان چشم پوشید.

جستجوی سر نخ تولد و نحوه ظهور شماری از مهم‌ترین و تأثیرگذارترین فناوری‌های کنونی، ما را به برنامه‌های اکتشاف فضا و نقش آن در شکل‌گیری فهرست بلند بالایی از فناوری‌های نام آشنا رهنمون می‌کند که هر چند با الهام از دستاوردهای فضایی رشد و توسعه یافته‌اند اما هرکدام مسیری متفاوت را در جریان زندگی حال و فردای ما پیدا کرده‌اند اما به‌رغم این همه تلاش و همت، برنامه فضایی با تکیه بر داشته‌های سنتی خود، دورنمای امیدبخشی از آینده ندارد و گفته می‌شود تحقق آرزوهای بشر برای دسترسی به اهداف خیلی دور تنها با توسل به فناوری‌های سنت‌شکن و رویکردهایی بدیع و استثنایی خواهد بود. امروز و در حالی که تب ماجراجویی‌های فضایی با شتاب گرفتن برنامه‌های فضایی بخش خصوصی بالا گرفته و طرح‌هایی برای آینده نزدیک به منظور ارسال انسان به مدار زمین وجود دارد، هیجان و امید برای تحقق سفرهای بین سیاره‌ای با شرایط دلسردکننده‌ای روبه‌روست. به بیان دیگر اگر بخواهیم نخستین سفرهای بین سیاره‌ای را براساس بضاعت فناوری موجود و سرمایه جاری برنامه اکتشاف فضا تخمین بزنیم، احتمالا جای چنین مأموریت‌هایی به صدها سال آینده حواله خواهد شد.

شاید نتایج بررسی‌های کمیته بازنگری برنامه پرواز فضایی انسان در آمریکا(هیأت آگوستین) را باید به منزله مهر تاییدی بر چشم‌انداز دور و کمرنگ پروژه سفرهای بین سیاره‌ای دانست. در رأی صادره کمیته تحقیق و بازنگری آمده است: «انتظار نمی‌رود فضاپیمای مطمئن و چند بار مصرفی که بتواند انسان را به ماه برده و برگرداند تا سال۱۴۱۰ خورشیدی در دسترس باشد.» جالب اینجاست که مقصد فضایی ذکر شده برای چنین برآوردی، قمر زمین است که درست پیش‌روی ما و آنقدر نزدیک است که گاهی هوس می‌کنیم لمسش کنیم. حال اگر این برآورد را با تشخیص دیگر کمیته جمع کنیم، اوضاع جالب‌تر هم می‌شود؛ آنجا که اعلام می‌کند: «ماه‌نشین مفروض در صورت دارا بودن عملکرد مناسب هم برای دریافت مجوز لازم جهت ماموریت‌های سرنشین‌دار باید سال‌های طولانی منتظر ​بماند.» با این اوصاف برای عموم علاقه‌مندانی که انتظار شنیدن شمارش معکوس یک مأموریت میان سیاره‌ای را در خلال یکصد سال آینده دارند، جو بدبینی و تردیدها بیش از پیش بر فضای امید حاکم می‌شود.

البته این حکم‌ها با انتقادهایی جدی نیز روبه‌رو شده است و بویژه اکنون که در آستانه فصل جدید سفرهای فضایی بخش خصوصی قرار گرفته‌ایم، چنین احکامی را باید به منزله آب سردی بر آتش رقابت شرکت‌ها برای ارائه برنامه‌های جاه‌طلبانه پروازهای فضایی دور و نزدیک انسان قلمداد کرد. به‌طور نمونه، مدیریت پروژه ایکاروس ـ از طرح‌های پیشگام سفر فضایی میان سیاره‌ای ـ با این که واقعیت موجود را تأیید می‌کند، اما پاک کردن سریع صورت مسأله و خط بطلان کشیدن روی قضیه مأموریت بین سیاره‌ای را نیز اشتباه فاحشی می‌داند. منتقدان معتقدند کمیته بازنگری پرواز فضایی انسان در قضاوتش موضوع مهمی را از قلم انداخته است. استدلال جالب توجه و تأمل برانگیزی که آنها ارائه می‌کنند به همان دستاوردهای آشوب‌زا و غیرقابل پیش‌بینی در هر دو زمینه فناوری و اقتصاد اشاره دارد که می‌تواند به آرمان شوق‌انگیز بشر برای سفر به اعماق فضا شتابی قاطعانه و دلگرم‌کننده ببخشد. براساس نظریه فناوری‌های آشوبگر، در جریان پیشروی متعارف رودخانه‌های علم و فناوری به سمت اقیانوس اکتشافات فضایی، ظهور برخی دستاوردهای فناورانه باعث بروز اختلال و جهش‌هایی در مسیر پیشرفت خواهد شد که پیامدهای بعدی این بی‌نظمی می‌تواند نخستین اکتشاف انسانی از منظومه ستاره‌ای دیگر را همراه با موجی عظیم به جلو پرتاب کند. البته ظهور فناوری‌های انقلابی در ۳ حوزه بیش از همه می‌تواند ما را به سر منزل مقصود و تحقق سفرهای دور فضایی برساند که عبارتند از: ۱) سهولت دسترسی به فضا ۲) تجاری سازی فضا ۳) فناوری گداخت هسته‌ای.

● شرط اول سفر، دسترسی آسان به مقصد

امروزه دسترسی به مدار زمین بسیار گرانقیمت است. برای مثال مأموریت یکی از شاتل‌های فضایی که البته اکنون بازنشسته شده است، با استعداد نقل و انتقال حدود ۲۵ تن بار به مدار زمین، نزدیک به نیم میلیارد دلار هزینه دربرداشت و نیازمند ماه‌ها برنامه‌ریزی و ارتش کوچکی از کارکنان پشتیبانی بود. البته این رقم بالا و زمان زیاد در حالی است که مثال بارز شاتل فضایی تنها یک مدل از طرح‌های دسترسی فضایی تلقی می‌شود اما پروژه اسکای لون که قرار است محل عرض اندام اروپا در صحنه سفرهای فضایی به حساب آید، نمونه متفاوت این ماجراست. این فضاپیمای بدون خلبان رفت و برگشتی برای پرواز در محدوده جو از یک موشک هوامکنده و برای ادامه مسیر برفراز اتمسفر زمین از یک موتور تک مرحله‌ای استفاده می‌کند تا محموله خود را به مدار زمین برساند. فضاپیمای اسکای لون با استفاده از این ترکیب موتوری خود به ترکیب سوخت خیلی کمتری نسبت به سایر موشک‌های سنتی احتیاج دارد و به این ترتیب، هزینه‌های پرتاب را تا حدود ۲۳ برابر کاهش می‌دهد. درصورت عملیاتی شدن این فناوری، عصر جدیدی از اکتشاف فضایی رقم خواهد خورد. این پروژه تنها یک نمونه از فناوری‌های انقلابی است که دسترسی ارزان و آسان به فضا را برای ما میسر می‌سازد. اما بی‌شک هیجان‌انگیزترین نمونه از مدل‌های سفر به مدار زمین مربوط به طرح آسانسور فضایی است.

نکته: بی‌شک هیجان‌انگیزترین نمونه از مدل‌های سفر به مدار زمین مربوط به طرح آسانسور فضایی است

ایده اصلی طرح آسانسور فضایی شامل فرود آوردن کابلی از مدار زمین ثابت به سطح زمین است که محاسبات نشان می‌دهد حتما باید از نانو مواد جدیدی ساخته شود. چنین کابلی با نقاطی روی زمین که در استوای این کابل پس از رسیدن به سطح زمین در جایی روی خط استوا باید به زمین وصل و محکم‌ شود. در آسانسورهای فضایی برای انتقال جرم به مدار زمین به جای سوخت موشکی از نیروی برق استفاده می‌شود. با چنین ساز و کاری قیمت ارسال هر کیلوگرم محموله به مدارزمین تقریبا ۲۰۰ دلار است و این چیزی حدود ۱۰۰ مرتبه ارزان‌تر از سامانه‌های مرسوم خواهد بود. پروژه‌هایی از جمله اسکای لون، آسانسور فضایی و دیگر فناوری‌های پیشگام، توجه و اهتمام جدی جامعه فضایی و پژوهشگران این حوزه را به خود جلب کرده است.

● تجارت و منفعت؛ جاده صاف کن سفرهای دور

تجاری‌سازی فضا حوزه احتمالی دیگری است که بروز انقلاب‌های فناورانه در آن می‌تواند به قیمت هموار شدن هر چه بیشتر جاده سفرهای فضایی تمام شود. به اکتشافات فضایی اغلب به عنوان یک ماجراجویی گران با برگشت سرمایه اندک برای اقتصاد و سرمایه‌گذارش نگریسته می‌شود. برنامه‌های مسافرت فضایی انسان، تاکسی فضایی، توریسم و هتل‌های فضایی شاید از آن‌رو که بوجه‌ای دولتی پشت‌سرشان نیست، زیاد جدی گرفته نمی‌شود؛ ولی نباید فراموش کرد که طی دو سه قرن اخیر و روی خود زمین نیز سرزمین‌های دور و ناشناخته‌ای بودند که صرفا به طمع کسب منابع و منافع بیشتر از سوی شرکت‌های بازرگانی دریایی آن زمان به منزل و مأوای انسان‌ها بدل شدند.

ضمن این که ماجراجویان فضایی به برنامه‌های فضایی خود به چشم بستری برای ظهور طیف متنوعی از فناوری‌های مفید جهت زندگی بشر طی سال‌های اخیر استناد می‌کنند. به‌طور نمونه می‌توان به برنامه بزرگ آپولو اشاره کرد که چگونه توانست روند توسعه فناوری‌های انقلابی همچون ریزپردازنده‌ها را تسریع کند؛ فناوری ارزشمند و تأثیر‌گذاری که در حال حاضر باعث و بانی صنایع چند میلیارد دلاری است. البته موضوع مهم برای سرمایه‌گذاران، بازگشت عینی و سریع سرمایه‌گذاری است. از این‌رو، موضوع تجاری سازی فضا به عنوان مؤلفه‌ای حیاتی و تعیین‌کننده برای تسریع بخشیدن به روند ساخت یک مأموریت بین سیاره‌ای مطرح خواهد بود. برای درک بهتر نقشی که تجاری سازی فضا می‌تواند به عنوان کاتالیزور برنامه سفرهای بین سیاره‌ای ایفا کند، ذکر مباحث جدیدی نظیر بهره‌برداری از منابع و دارایی‌های فرازمینی خالی از لطف نیست. جان لوئیس در کتاب «معدنکاری آسمان» خود تخمین می‌زند که یکی از نزدیک‌ترین اجرام فضایی به زمین، ثروتی معدنی بالغ بر ۱۵ تریلیون دلار را در خود جای داده است. برای داشتن قیاسی زمینی از این دارایی آسمانی همین بس که رقمی معادل کل تولید ناخالص داخلی سالانه آمریکا می‌شود. با فرض این که میلیون‌ها مورد از چنین اجرام فضایی تنها در منظومه شمسی ما وجود دارد، تصور این که معدنکاری فضایی چگونه و با چه سرعتی می‌تواند به فرصت تجاری محشری تبدیل شود، جای تعجب نخواهد داشت. البته در حال حاضر به‌واسطه همان هزینه‌های بالای ارسال، بازگشت سرمایه در مورد هرگونه کسب و کار در معادن فضایی بی‌فایده به نظر می‌رسد.

● بیمه سوخت، کارت طلایی سفر

اما سومین حوزه‌ای که با دستاوردهای انقلابی و جریان سازش می‌تواند بلیت سفرهای بین سیاره‌ای را در جیب‌مان بگذارد، فناوری گداخت هسته‌ای خواهد بود. بی‌تردید وقوع دستاوردهای بزرگ در زمینه مهار و بهره‌برداری از انرژی گرما هسته‌ای(فیوژن)، حکم سوخت طلایی را برای یک مأموریت بین سیاره‌ای خواهد داشت. گداخت هسته‌ای همان منبع بالقوه‌ای است که به ستارگان عالم قدرت و فروغ می‌بخشد. چند دهه است که تلاش بشر معطوف رام کردن این اسب سرکش شده است. این حوزه گرچه انسان را با چالش‌های واقعا بغرنج و سختی مواجه ساخته، ولی دست‌کم این دلگرمی وجود دارد که مشکلات حل نشدنی و شکست‌ناپذیری نیستند. به عنوان مثال دانشمندان انجام یک آزمایش جدید را طی همین سال جاری میلادی پیش‌بینی می‌کنند که نقطه عطفی در این حوزه محسوب خواهد شد.

البته دستاوردهای ما در زمینه همجوشی هسته‌ای ممکن است روندی کند و تدریجی را نشان دهند، اما تلاش‌های بی‌وقفه‌ای در گوشه و کنار دنیا درخصوص مهار این انرژی در جریان است که انتظار می‌رود به جهش‌های معنی داری منتهی شود.

موضوع بسیار مهم در مورد دستاوردهای همجوشی هسته‌ای، مسأله زمان و ساخت رآکتور تجاری فعال است و به همین دلیل ورود بخش خصوصی و سرمایه‌گذاری کلان در تحقیقات این حوزه، نقش تعیین‌کننده‌ای خواهد داشت. دستاوردهای همجوشی هسته‌ای در حالی نقطه عطف و راهگشای سفرهای میان سیاره‌ای تلقی می‌شود که بد نیست بدانیم این فناوری حدود یک میلیون‌بار انرژی بیشتری از سوخت شیمیایی پرتابه‌های سنتی آزاد می‌کند و به احتمال زیاد می‌تواند فضاپیمایی را با کسر معقولی از سرعت نور به پیش براند. با این اوصاف، ملاحظه نقش محتمل دستاوردهای دانش بشری در به هم زدن معادلات اکتشافات فضایی و جهش‌های چشمگیری که از دل این آشوب فناورانه سر می‌زند، ما را به نتیجه‌گیری‌های متفاوتی از آینده فضایی رهنمون خواهد کرد.

مهریار میرنیا