دور دنیا در 5 ساعت

تا 40 سال دیگر، مسافران سوار بر هوافضاپیما می‌شوند
جاه‌طلبی‌های بشر در آسمان تا كجا ادامه پیدا می‌كند؟ برای این پرسش پاسخی نمی‌توان ارائه كرد. 108 سال پیش برادران رایت نخستین هواپیمای جهان را به پرواز درآوردند؛ پروازی كه تنها 12 ثانیه طول كشید و طی آن هواپیما 36 متر را طی كرد. حالا نسل چندم پس از برادران رایت، ایده اعجاب‌برانگیزی را دنبال می‌كند كه به نظر می‌رسد به احتمال یقین به واقعیت تبدیل خواهد شد: ساخت هوافضاپیمایی كه نیمی ‌از زمین را در كمتر از 5/2 ساعت طی می‌كند!

ZEHST عنوانی است كه برای این فناوری حیرت‌انگیز انتخاب شده است. این عبارت مخفف Zero Emission Hyper Sonic Transport به معنای سیستم حمل و نقل مافوق صوت با آلایندگی صفر است. بسیاری از كارشناسان امور‌هوانوردی از این سیستم حركتی به عنوان اوج تكامل صنعت ساخت سیستم‌های هوافضانوردی در ابتدای هزاره سوم یاد می‌كنند؛ سیستمی‌كه در نگاه نخست، انسان را به یاد افسانه كنكوردها می‌اندازد، اما حقیقت این است كه ZEHST تلفیقی از عظمت شاتل‌های تازه بازنشسته، سرعت خیره كننده كنكوردها و البته نگرش جدید دانشمندان در استفاده از سوخت‌های زیستی است.
درنمایشگاه تازه‌ترین دستاوردهای صنعت هوانوردی تقریبا تمامی‌ تازه‌های این صنعت در مقیاس و با نمونه اصلی ارائه شدند به جز یك مهمان خبرساز: هوافضاپیمای ZEHST كه در قالب یك ماكت 4 متری رونمایی شد. اما همین ماكت جذاب، انبوهی از بازدیدكنندگان مشتاق را به سوی خود جلب‌‌كرد. ظاهر آن شباهت زیادی به كنكوردهایی دارد كه دیگر از سر و صدای كركننده آنها در آسمان‌ها خبری نیست. این شباهت خیره‌كننده تا آن حد بوده است كه ژان بوتی، مدیر فنی EADS شركت سازنده (ZEHST) را به واكنش وادار كرده است: این هواپیما یك نمونه از كنكورد نیست، بلكه شبیه آن است اما این شباهت خود بخوبی نشان از هوشمند‌بودن سیستم آیرودینامیك به كار گرفته شده در ساختار كنكوردها در دهه 60 میلادی دارد.
حقیقت این است كه ZEHST تلفیقی از عظمت شاتل‌های تازه بازنشسته، سرعت خیره كننده كنكوردها و البته نگرش جدید دانشمندان در استفاده از سوخت‌های زیستی است
در پشت این پروژه بزرگ، شركت هوافضای اروپا موسوم به EADS قرار دارد، اما به سرانجام رسیدن پروژه‌هایی در چنین ابعاد كلانی به تنهایی از عهده یك شركت برنمی‌آید. در كنار EADS، سازمان هوانوردی فرانسه و آزمایشگاه ملی تحقیقات هوافضای این كشور موسوم به ONERA و همچنین گروهی از مهندسان ژاپنی نیز حضور دارند كه‌ روی طراحی و ساخت این هوافضاپیما كار می‌كنند. زمانی كه نمونه اولیه ZEHST ساخته شود، یعنی‌سال1400 خورشیدی، قرار است به عنوان سیستم حمل و نقل مافوق صوت تجاری به كار گرفته شود و با سرعت بیش از 4 ماخ خود، ‌فاصله‌ها را نزدیك‌تر كند. نگاهی به این سرعت كافی است كه دریابیم این هوافضاپیما برای مسیرهای كوتاه كاربردی ندارد، بلكه فراتر از آن و برای مسافت‌های بسیار طولانی بین قاره‌ای در نظر گرفته شده است. شركت EADS در تبلیغات گسترده‌ای كه برای ZHEST داشته از عنوان توكیو تا پاریس یا توكیو تا لس‌آنجلس در كمتر از 5/2 ساعت استفاده كرده‌ و این درحالی است كه برخلاف كنكوردها، پرواز این هوافضاپیمای جدید تأثیر نامطلوب بسیار اندكی بر محیط‌زیست خواهد داشت. از این رو بی‌دلیل نیست كه مدیران ارشد EADS شاهكار آتی خود را یك سیستم هوانوردی «استاندارد» خطاب می‌كنند.

ZHEST مجموعه‌ای از ابتكارات خلاقانه در صنعت هوانوردی است، اما برخی از آنها از جمله نوع سوختی كه در آن به كار گرفته می‌شود به عنوان شاخصه‌هایی برجسته به شمار می‌آیند. مهندسان پروژه به دنبال اثبات این ادعا هستند كه می‌توان از سوخت‌های پاك زیستی كه در اینجا از نوعی جلبك دریایی تهیه شده است در نسل آینده هواپیماها و هوافضاپیماها نیز استفاده كرد. در كنار سوخت زیستی، بهره‌گیری از سیستم موتوری الكتریكی به عنوان مكملی هیجان‌انگیز به شمار می‌آید. بر اساس یك فرمول ساده ریاضی می‌توان پذیرفت كه با كاهش چشمگیر زمان مسافرت‌های هوایی امكان جابه‌جایی شمار بیشتری از مسافران به گوشه و كنار جهان فراهم می‌شود. این همان استراتژی است كه از سوی طراحان پروژه مطرح شده و اتفاقا حامیان زیادی نیز پیدا كرده است.

آنها چنین نگرشی را رمز توسعه سیستم حمل و نقل هوایی جهان می‌دانند. البته خطوط هواپیمایی كه در آینده به جابه‌جایی مسافران مشغول می‌شوند، در‌عین بر‌خورداری از سرعت عمل باید به یك سری تعهدات زیست‌محیطی سفت و سخت نیز پایبند باشند. هم‌اكنون مفاهیم اولیه این تعهدات از سوی كمیسیون اروپایی و تحت عنوان نقشه راه «مسیر پرواز در سال 2050» طراحی و به كار گرفته شده است. در گزارش اخیر كمیسیون اروپایی اهدافی تعریف شده است كه بر مبنای آنها آلاینده كربنی همچون دی اكسید كربن تا 75 درصد و NOx تا 90 درصد كاهش پیدا می‌كند. گذشته از این، آلودگی صوتی ناشی از پرواز هواپیماها نیز باید تا 65 درصد كاهش پیدا كند. اما در آینده، مفاد چنین تعهداتی به مراتب سخت‌تر خواهد بود و آن زمانی است كه دیگر جایی برای هواپیماهای آلاینده امروزی باقی نخواهد ماند . ZHEST. از جمله سیستم‌های پروازی است كه پیش‌بینی می‌شود جای ایرباس‌ها و بوئینگ‌های امروزی را خواهد گرفت.
برنامه‌ریزی طراحی و ساخت ZHEST بر اساس زمان‌بندی دقیقی پیش می‌رود. در این جدول زمانی قرار است تا پایان سال 1400 شمسی نمونه اولیه این هوافضاپیما ساخته شود. پس از آن و اگر در طول 3 دهه، این فناوری جدید از تمامی ‌آزمایش‌ها سربلند بیرون آید، از سال 1430 شمسی یعنی حدود 40 سال آینده، به عنوان شاخص‌ترین سیستم حمل و نقل هوایی در سراسر جهان استفاده خواهد شد. با این حال این یك فرآیند ساده نیست و مهندسان پروژه نیز بخوبی می‌دانند با چالش‌های فنی متعددی روبه‌رو خواهند بود. در كنار این چالش‌ها تولد پروژه‌های جدید از سوی رقبای دیگر نیز دور از ذهن نخواهد بود.

سیستم پیش رانش ZHEST انباری از فناوری‌های قدیمی و جدید است. طراحان با تلفیق 3 نوع موتور، این وسیله نقلیه را از زمین تا مرز فضا حركت می‌دهند. این هوافضاپیما ‌ هنگام بلند شدن از باند فرودگاه از یك موتور توربوفن استفاده می‌كند، اما پس از رسیدن هوافضاپیما به ارتفاع مشخصی و جایی كه دیگر غلظت اكسیژن هوا برای موتورهای توربوفن مناسب نیست، موتورهای موسوم به رم‌جت (Ramjet) این هوافضاپیما روشن شده و آن را باز هم بالاتر می‌برد. با استفاده از موتورهای توربوفن جای هیچ‌گونه تعجبی باقی نمی‌ماند كه ZHEST‌ هنگام برخاستن از باند فرودگاه صدای رعدگونه‌ای همچون كنكوردها ایجاد نخواهد كرد. سرانجام وقتی ZHEST آنقدر اوج می‌گیرد كه غلظت اكسیژن حتی برای موتورهای رم‌جت نیز ناكافی می‌شود، موتورهای راكتی این هوافضاپیما روشن شده و با تركیب اكسیژن و هیدروژن، درست مثل شاتل‌های فضایی شما را به سرعت افسانه‌ای 4 ماخ نزدیك‌ و نزدیك‌تر می‌كند.

وقتی این هوافضاپیما آماده فرود می‌شود، خلبان موتورهای موشكی آن را خاموش می‌كند و مانند یك گلایدر به سمت زمین سر می‌خورد، در ارتفاع مشخصی دوباره موتورهای توربوفن آن برای یك فرود بی‌نقص و نرم روشن می‌شوند. رم‌جت‌ها فناوری نوینی نیستند، اما تاكنون روی هیچ هواپیمای مسافربری به كار گرفته نشده‌اند. مهندسان از موتورهای رم‌جت برای دستیابی به سرعت خیره‌كننده 1610 كیلومتر بر ساعت استفاده می‌كنند. مجموعه موتوری كه در ZHEST به كار گرفته می‌شود، می‌توانند آن را تا ارتفاع 32 كیلومتری بالا ببرد. این در حالی است كه جت‌های مسافربری كنونی در نهایت تا ارتفاع 10 كیلومتری از زمین اوج می‌گیرند. جو غلیظ زمین تنها تا ارتفاع 20 كیلومتری گسترده شده است و بعد از آن غلظت اتمسفر بشدت رو به كاهش می‌گذارد. جو رقیق باعث می‌شود كه ZHEST با نیروی مقاوم كمتری در برابر خود روبه‌رو شده و بتواند با سوخت كمتر، مسافت بیشتری را بپیماید.

از جهات گوناگون می‌توان ZHEST را نتیجه به كارگیری معماری نوین در به كارگیری انواع سیستم‌های پیش رانش معمول عنوان كرد. این همان عبارتی است كه جن بوتی، رئیس اداره فنی EADS با جسارت خاصی بیان می‌كند. او می‌گوید: در ساخت ZHEST به انبوهی از فاكتورها توجه می‌شود. ایمنی از جمله آنهاست. در كنار این فاكتور اساسی تلاش كرده ایم تا آلاینده‌های كربنی و سر و صدای كركننده ای را كه از هواپیماهای مافوق صوت تولید می‌شود به حداقل برسانیم. در موتور راكتی این هوافضاپیما از تلفیق اكسیژن و هیدروژن استفاده می‌شود. نیروی پیشران تولید شده از این راكت ZHEST را در ارتفاع 32 كیلومتری، جایی كه می‌توان با اطمینان گفت اكسیژنی وجود ندارد، با سرعت مافوق صوت به پرواز در می‌آورد
تركیب 2 عنصر اكسیژن و هیدروژن تنها به تولید آب منجر می‌شود و این یعنی آلایندگی صفر. ZHEST هیچ اثر آلاینده ای نیز در اتمسفر زمین برجای نخواهد گذاشت. علت نیز كاملا روشن است چون عمده مسیر پروازی آن در ارتفاعی فراتر از اتمسفر غلیظ زمین خواهد بود. این یك امتیاز مثبت برای ZHEST در مقابل كنكوردها محسوب می‌شود كه موضوع آلودگی صوتی و انتشار آلاینده‌های محیطی در آنها همواره به عنوان یك كابوس مطرح می‌شد.

طی 3 سال آینده برنامه ساخت ZHEST وارد مراحل ساخت نمونه خواهد شد، اما برای سوار شدن مسافران عادی بر عرشه آن باید حدود 40 سال دیگر صبر كنیم، تازه اگر همه چیز بر اساس برنامه‌ریزی‌های از پیش انجام شده پیش رود. كافی است زمانی را تصور كنید كه در كمتر از دو ساعت و نیم از یك سوی سیاره زمین به سوی دیگر آن می‌رسید در حالی كه دوست‌تان همچنان در ترافیك بزرگراه‌ها یا خیابان‌های شلوغ تهران هنوز 40 كیلومتر هم طی نكرده است. یادتان باشد شما با سرعتی بیش از 5 هزار كیلومتر در ساعت بر فراز دریاها و خشكی‌های زیادی سفر كرده‌اید. قطعا در آن روزگار بحث بیماری Jetlag یا به‌هم خوردن ساعت طبیعی بدن بر اثر سفرهای فوق سریع، تیتر یك بسیاری از روزنامه‌ها و مجلات علمی خواهد بود.