تمدن رده يك
هنگامي كه يك تمدن به جايگاه رده يك دست يابد، باورناپذير است كه بي درنگ به سفر ستاره اي دست يابد؛ شايد براي چند سال در سياره ميهن خود درنگ كرده تا باقي مانده كشش هاي ملي گرايانه، نژادپرستانه و نيز فرقه گرايي هاي برجا مانده از گذشته را بِزدايد. نويسندگان علمي - تخيلي، بارها و بارها دشواري هاي رهسپار شدن به كيهان و يك كوچ كيهاني را دست كم گرفته اند. امروز، فرستادن هر چيزي به مدار نزديك به زمين، براي هر يك كيلو، هزينه اي بين 20 تا 80 هزار دلار در بر دارد. بهاي گزاف يك سفر فضايي را اين گونه بپنداريد كه بايد براي هر كيلو ماده اي كه به فضا فرستاده مي شود، هم وزنش طلا هزينه كنيم. هر ماموريت براي يك كشتي رفت و برگشت فضايي، (1) بر پايه هزينه تمامي ماموريت هاي كشتي هاي فضايي تا به امروز و بخش كردن آنها بر تعداد ماموريت ها، بيش از 800 ميليون دلار هزينه دربر دارد. باورپذير است كه هزينه هاي سفر فضايي كاهش يابد، نه تنها با يك ضريب ده براي هر دهه، كه با استفاده از كشتي هاي رفت و برگشت كه مي توان پس از پايان يك ماموريت، از آنها بي درنگ براي ماموريتي دوباره استفاده كرد. در سراسر سده بيستم، گذشته از چند ثروتمند و چندي از كشورها، سفر فضايي براي همگان به شكل بازدارنده اي گران و پرخرج باقي مانده است.
يك احتمال شدني براي حل اين مشكل وجود دارد: رشد و گسترش "بالابرنده هاي فضايي"، (2) پيشرفت هاي تازه نانوفناوري، ساخت فرآورده هايي از چيدمان اتم كربن به شكل ريسمان هايي لوله مانند در اندازه نانو را شدني ساخته است كه بسيار نيرومند و سبك وزن هستند. در اصل، شدني است كه با اين ريسمان هاي ساخته شده از اتم كربن، زمين را با ماهواره هاي مدارگرد مدار 32 هزار كيلومتري بالاي سطح آن پيوند داد. مانند جك و لوبياي سحرآميز، شايد بتوان از اين نانوريسمان هاي كربن به هم بافته شده براي دسترسي به فضاي و با هزينه بسيار كمتر از امروز بهره برد. اگر به پيشينه سفرهاي فضايي بنگريم، دانشمندان دانش ترابري فضا، بالابرنده هاي فضايي را مورد توجه قرار نداده اند. زيرا مي پنداشتند تَنِش وارد بر اين ريسمان، براي گسستن هر رشته شناخته شده اي بسنده باشد.
با اين همه، شايد نانوريسمان هاي كربني اين پنداشت را دگرگون كرده باشد. ناسا،(3) براي بررسي آغازين بر روي اين فناوري،سرمايه گذاري كرده است و در چند سال آينده، موشكافانه پيرامون آن بررسي و پژوهش خواهد دشد. اما اگر بهره برداري از چنين فناوري اي شدني باشد، در بهترين حالت، بالابرها تنها مي توانند ما را به مدار زمين برسانند، نه ديگر سياره ها، روياي ساخت كوچ نشين هاي فضايي بايد بهبود يابد، بر پايه اين واقعيت كه هزينه فرستادن كشتي هاي سرنشين دار به ماه و سياره هاي ديگر، بسيار فراتر از فرستادن آنها به مدارهاي نزديك به زمين است. و اين به سفر دريايي "كريستف كلمب" و جست و جوگران نخستين اسپانيايي در چند سده پيش نمي ماند كه در آن سفرها، هزينه يك سفر با كشتي دريايي، تنها بخش بسيار كوچكي از توليد ناخالص اسپانياي آن روزگار بوده و همچنين بازگردان آن سرمايه گذاري، بسيار كلان بود. برقراركردن كوچ نشين هايي بر ماه و يا سياره بهرام، مي تواند هر كشوري را ورشكسته سازد، و اين در حالي است كه اين كار، سودِ اقتصادي چنداني هم در بر ندارد. يك ماموريت سرنشين دار ساده رفت و برگشت به بهرام، چيزي بين يك صد تا پانصد ميليارد دلار هزينه خواهد داشت و بدون هيچ بازگشت سرمايه اي.
همچنين، خطرهاي بسياري براي سرنشينان وجود دارد. پس از گذشت نيم سده از آزمايش موشك هاي سوختِ مايع، در هر 70 ماموريت، احتمال رُخ دادن يك رويدادِ بسيار ناگوار مي رود. در واقع، دو رويداد ناگوارِ شاتل فضايي در همين بازه قرار دارند. گاهي فراموش مي كنيم كه سفر فضايي با گردشگري، تفاوت دارد. با در نظر گرفتن سوختِ مايع بسيار فرّار و خطرات فراوان براي زندگي آدمي، در دهه هاي آينده، ادامه سفرهاي فضايي، گزاره اي پرخطر خواهد بود.
با اين همه، شايد در چند سده آينده، اين وضعيت رفته رفته تغير يابد. و هزينه سفرهاي فضايي رو به كاهش گذارد و چند كوچ نشين در سياره بهرام برقرار شود. و در همان بازه زماني، چند دانشمند زيرك، سازو كارهايي براي دگرگوني و بهبود سطح و هواسپهر بهرام پيشنهاد كنند تا زندگي بتواند در آنجا شكل گيرد، همچون منحرف كردن يك ستاره دنباله دار يخي كه در هوا سپهر اندكِ آنجا، بخار شود و بدين وسيله، بخار آب به هواسپهر افزوده خواهد شد. دانشمنداني ديگر بر اين باورند كه با افشاندن و افزودن گاز متان به هواسپهر بهرام، مي توان پديده گلخانه اي ساختگي اي را در سياره سرخ به وجود آورد، و در نتيجه آن دماي هوا بالا خواهد رفت و كم كم، پوسته يخ بسته زير سطحي سياره، آب شده و اين گونه براي نخستين بار در چند ميليارد سال گذشته، رودها و درياچه هايي به وجود خواهد آمد. ديگران هم پيشنهادهايي بسيار خطرناكي داده اند، چون انفجار بمب هاي هسته اي در زير پهنه هاي يخي براي آب كردن آن و البته اين روش براي تندرستي كوچ نشينان آينده در آن سياره خطرناك است. با اين حال، همه اين پيشنهادها هنوز بسيار خيال گونه هستند.
شايد باورپذير باشد كه تمدن رده يك، دريابد كه ساخت كوچ نشين هاي فضايي، اولويتي است دور و براي چند سده آينده، اما براي ماموريت هاي دوردست ميان سياره اي، پيشرفت و گسترش دادن يك پيشرانه يوني - خورشيدي، (4) شايد بتوان ريخت تازه اي از پيشرانه ها را براي رسيدن به ستارگان به همراه داشته باشد. چنين پيشرانه هاي كُندروي، توان پيش راندن اندكي توليد مي كنند، اما مي توانند اين توليد نيروي اندك را براي سال ها ادامه دهند. اين جور پيشرانه، انرژي خورشيدي را متمركز كرده و عنصر فلزي اي چون سزيم را گداخته مي كند و به گاز يونيده و بسيار گرم دگرگون كرده و سپس آن گاز داغ را از خروجي پشت كشتي، با شتاب به بيرون پرتاب مي كند و يك پيشرانش آرام و پيوسته به وجود مي آورد كه مي تواند نيروي بي كران توليد كند. ترابرهايي كه با چنين پيشران هايي نيرودهي مي شوند، مي توانند براي ساختن يك سامانه شاهراه ميان سياره اي كه سياره ها را به هم پيوند مي دهد، آرماني باشند.
سرانجام، تمدن هاي رده يك مي تواند چند كاوشگر بدون سرنشين را به ستارگان نزديك بفرستند. با توجه به اين كه تندي موشك هايي كه با سوخت شيميايي، بسته به اندازه بيشينه بروندادِ گازهاي بيرون داده شده از خروجي گازِ موشك است، فيزيكدان اگر خواهان دست يابي به فاصله هاي فراتر از سال هاي نوري باشند، ناچار به يافتن شكل هاي ناشناخته اي از نيروي پيشرانش هستند. يك امكان، طراحي يك "پيشران گداخت رم جِت" است. پيشران هايي كه گاز هيدروژن را از فضاي ميان سياره اي مي مكد و به درون مي كشد و گداخته مي كند، در اين فرايند، انرژي بي كران آزاد مي شود. هرچند گداخت هسته اي يا همجوشي پروتون با پروتون هسته اتم، حتي بر روي زمين بسيار دشوار و دست نيافتني مي نمايد و بسيار دشوارتر از آن، در يك كشتي كيهان پيما و در فضا، چنين فناوري اي دست كم تا يك صد سال اينده در دسترس نخواهد بود.
روش ديگري كه مي توان از اتم ها نيرو به دست آورد، هم جوشي يا گداخت هسته اي (Fission) است. در اين روش اتم هاي سبكي چون هيدروژن را به هم جوشي وادار مي كنند كه پيامد آن، اتم سنگين تري مانند هليوم و انرژي است. اين همان فرايندي است كه در هسته خورشيد روي مي دهد و گرماي بسيار زيادي توليد مي شود. اگر بتوان به اين راه كار توليد انرژي دست يافت، روشي كارآمدتر و ايمن تر در اختيار آدمي قرار خواهد گرفت، اما شوربختانه هنوز فناوري براي ما چنين بهره برداري اي، بسنده نيست.
يك پيشران گداختي رم جت يا Fusion Ramjet Drive، به جاي هوا، با هيدروژن كه در فضاي ميان ستارهاي به فراواني يافت مي شود، كار مي كند. همچنين با توجه به اين كه پراكندگي هيدروژن در پهنه كيهان چيزي در حدود 10 اتم در هر متر مكعب است، پس فشرده سازي آن كارايي ندارد و براي دست يافتن به نيروي پيشراننده كارآتر، بايد هيدروژن را گداخت و از نيروي گداخت آن بهره جست. به اين نكته هم توجه داشته باشيد كه 10 اتم هيدروژن در مترمكعب و در بزرگي ابعاد جهان آفرينش، اندازه اي بسيار زياد است.
يك احتمال شدني براي حل اين مشكل وجود دارد: رشد و گسترش "بالابرنده هاي فضايي"، (2) پيشرفت هاي تازه نانوفناوري، ساخت فرآورده هايي از چيدمان اتم كربن به شكل ريسمان هايي لوله مانند در اندازه نانو را شدني ساخته است كه بسيار نيرومند و سبك وزن هستند. در اصل، شدني است كه با اين ريسمان هاي ساخته شده از اتم كربن، زمين را با ماهواره هاي مدارگرد مدار 32 هزار كيلومتري بالاي سطح آن پيوند داد. مانند جك و لوبياي سحرآميز، شايد بتوان از اين نانوريسمان هاي كربن به هم بافته شده براي دسترسي به فضاي و با هزينه بسيار كمتر از امروز بهره برد. اگر به پيشينه سفرهاي فضايي بنگريم، دانشمندان دانش ترابري فضا، بالابرنده هاي فضايي را مورد توجه قرار نداده اند. زيرا مي پنداشتند تَنِش وارد بر اين ريسمان، براي گسستن هر رشته شناخته شده اي بسنده باشد.
با اين همه، شايد نانوريسمان هاي كربني اين پنداشت را دگرگون كرده باشد. ناسا،(3) براي بررسي آغازين بر روي اين فناوري،سرمايه گذاري كرده است و در چند سال آينده، موشكافانه پيرامون آن بررسي و پژوهش خواهد دشد. اما اگر بهره برداري از چنين فناوري اي شدني باشد، در بهترين حالت، بالابرها تنها مي توانند ما را به مدار زمين برسانند، نه ديگر سياره ها، روياي ساخت كوچ نشين هاي فضايي بايد بهبود يابد، بر پايه اين واقعيت كه هزينه فرستادن كشتي هاي سرنشين دار به ماه و سياره هاي ديگر، بسيار فراتر از فرستادن آنها به مدارهاي نزديك به زمين است. و اين به سفر دريايي "كريستف كلمب" و جست و جوگران نخستين اسپانيايي در چند سده پيش نمي ماند كه در آن سفرها، هزينه يك سفر با كشتي دريايي، تنها بخش بسيار كوچكي از توليد ناخالص اسپانياي آن روزگار بوده و همچنين بازگردان آن سرمايه گذاري، بسيار كلان بود. برقراركردن كوچ نشين هايي بر ماه و يا سياره بهرام، مي تواند هر كشوري را ورشكسته سازد، و اين در حالي است كه اين كار، سودِ اقتصادي چنداني هم در بر ندارد. يك ماموريت سرنشين دار ساده رفت و برگشت به بهرام، چيزي بين يك صد تا پانصد ميليارد دلار هزينه خواهد داشت و بدون هيچ بازگشت سرمايه اي.
همچنين، خطرهاي بسياري براي سرنشينان وجود دارد. پس از گذشت نيم سده از آزمايش موشك هاي سوختِ مايع، در هر 70 ماموريت، احتمال رُخ دادن يك رويدادِ بسيار ناگوار مي رود. در واقع، دو رويداد ناگوارِ شاتل فضايي در همين بازه قرار دارند. گاهي فراموش مي كنيم كه سفر فضايي با گردشگري، تفاوت دارد. با در نظر گرفتن سوختِ مايع بسيار فرّار و خطرات فراوان براي زندگي آدمي، در دهه هاي آينده، ادامه سفرهاي فضايي، گزاره اي پرخطر خواهد بود.
با اين همه، شايد در چند سده آينده، اين وضعيت رفته رفته تغير يابد. و هزينه سفرهاي فضايي رو به كاهش گذارد و چند كوچ نشين در سياره بهرام برقرار شود. و در همان بازه زماني، چند دانشمند زيرك، سازو كارهايي براي دگرگوني و بهبود سطح و هواسپهر بهرام پيشنهاد كنند تا زندگي بتواند در آنجا شكل گيرد، همچون منحرف كردن يك ستاره دنباله دار يخي كه در هوا سپهر اندكِ آنجا، بخار شود و بدين وسيله، بخار آب به هواسپهر افزوده خواهد شد. دانشمنداني ديگر بر اين باورند كه با افشاندن و افزودن گاز متان به هواسپهر بهرام، مي توان پديده گلخانه اي ساختگي اي را در سياره سرخ به وجود آورد، و در نتيجه آن دماي هوا بالا خواهد رفت و كم كم، پوسته يخ بسته زير سطحي سياره، آب شده و اين گونه براي نخستين بار در چند ميليارد سال گذشته، رودها و درياچه هايي به وجود خواهد آمد. ديگران هم پيشنهادهايي بسيار خطرناكي داده اند، چون انفجار بمب هاي هسته اي در زير پهنه هاي يخي براي آب كردن آن و البته اين روش براي تندرستي كوچ نشينان آينده در آن سياره خطرناك است. با اين حال، همه اين پيشنهادها هنوز بسيار خيال گونه هستند.
شايد باورپذير باشد كه تمدن رده يك، دريابد كه ساخت كوچ نشين هاي فضايي، اولويتي است دور و براي چند سده آينده، اما براي ماموريت هاي دوردست ميان سياره اي، پيشرفت و گسترش دادن يك پيشرانه يوني - خورشيدي، (4) شايد بتوان ريخت تازه اي از پيشرانه ها را براي رسيدن به ستارگان به همراه داشته باشد. چنين پيشرانه هاي كُندروي، توان پيش راندن اندكي توليد مي كنند، اما مي توانند اين توليد نيروي اندك را براي سال ها ادامه دهند. اين جور پيشرانه، انرژي خورشيدي را متمركز كرده و عنصر فلزي اي چون سزيم را گداخته مي كند و به گاز يونيده و بسيار گرم دگرگون كرده و سپس آن گاز داغ را از خروجي پشت كشتي، با شتاب به بيرون پرتاب مي كند و يك پيشرانش آرام و پيوسته به وجود مي آورد كه مي تواند نيروي بي كران توليد كند. ترابرهايي كه با چنين پيشران هايي نيرودهي مي شوند، مي توانند براي ساختن يك سامانه شاهراه ميان سياره اي كه سياره ها را به هم پيوند مي دهد، آرماني باشند.
سرانجام، تمدن هاي رده يك مي تواند چند كاوشگر بدون سرنشين را به ستارگان نزديك بفرستند. با توجه به اين كه تندي موشك هايي كه با سوخت شيميايي، بسته به اندازه بيشينه بروندادِ گازهاي بيرون داده شده از خروجي گازِ موشك است، فيزيكدان اگر خواهان دست يابي به فاصله هاي فراتر از سال هاي نوري باشند، ناچار به يافتن شكل هاي ناشناخته اي از نيروي پيشرانش هستند. يك امكان، طراحي يك "پيشران گداخت رم جِت" است. پيشران هايي كه گاز هيدروژن را از فضاي ميان سياره اي مي مكد و به درون مي كشد و گداخته مي كند، در اين فرايند، انرژي بي كران آزاد مي شود. هرچند گداخت هسته اي يا همجوشي پروتون با پروتون هسته اتم، حتي بر روي زمين بسيار دشوار و دست نيافتني مي نمايد و بسيار دشوارتر از آن، در يك كشتي كيهان پيما و در فضا، چنين فناوري اي دست كم تا يك صد سال اينده در دسترس نخواهد بود.
ماهواره مدار گرد چيست؟
كربن
دنباله دارها
شكافت و گداخت هسته اي چيست؟
روش ديگري كه مي توان از اتم ها نيرو به دست آورد، هم جوشي يا گداخت هسته اي (Fission) است. در اين روش اتم هاي سبكي چون هيدروژن را به هم جوشي وادار مي كنند كه پيامد آن، اتم سنگين تري مانند هليوم و انرژي است. اين همان فرايندي است كه در هسته خورشيد روي مي دهد و گرماي بسيار زيادي توليد مي شود. اگر بتوان به اين راه كار توليد انرژي دست يافت، روشي كارآمدتر و ايمن تر در اختيار آدمي قرار خواهد گرفت، اما شوربختانه هنوز فناوري براي ما چنين بهره برداري اي، بسنده نيست.
پيشران گداخت رَم جِت چيست؟
يك پيشران گداختي رم جت يا Fusion Ramjet Drive، به جاي هوا، با هيدروژن كه در فضاي ميان ستارهاي به فراواني يافت مي شود، كار مي كند. همچنين با توجه به اين كه پراكندگي هيدروژن در پهنه كيهان چيزي در حدود 10 اتم در هر متر مكعب است، پس فشرده سازي آن كارايي ندارد و براي دست يافتن به نيروي پيشراننده كارآتر، بايد هيدروژن را گداخت و از نيروي گداخت آن بهره جست. به اين نكته هم توجه داشته باشيد كه 10 اتم هيدروژن در مترمكعب و در بزرگي ابعاد جهان آفرينش، اندازه اي بسيار زياد است.
پي نوشت ها :
1- space shuttle
2- space Elevators
3- NASA: National Aeronautics and space Administration
4- solarion Engine
