سکونت‌گاه‌های فرازمین/ از رویای دیروز تا واقعیت فردا

خبرگزاری علم و فناوری آنا- هدا عربشاهی؛ روزگاری استقرار انسان روی اجرام آسمانی فقط در حد رویا بود و به‌تدریج و درطول تاریخ به ادبیات علمی‌تخیلی راه یافت. اما از زمانی که بشر موفق شد از مرزهای جو زمین فراتر رود و حتی روی ماه، تنها قمر سیاره‌اش قدم بگذارد این رویا شکلی واقعی‌تر به خود گرفت و امروزه، با فناوری‌هایی که درحال توسعه‌اند تحقق این رویا به هدفی مهم برای آینده تبدیل شده است. هدفی که سکونت دائمی جوامع انسانی را در مستعمره‌های فضایی بر سطح ماه، سیاره مریخ و سیارک‌ها نوید می‌دهد. تاجایی‌که براساس بهترین سناریو، فقط یک دهه تا ساخت مستعمره‌های فضایی فاصله داریم.

از زمانی‌که بشر به آسمان شب نظر کرد از تصور اینکه روزی بتواند به اکتشاف‌های فضایی و امکان سکونت در دیگر سیاره‌ها دست یابد شگفت‌زده شد. جان ویلکینز، کشیش و فیلسوف طبیعی انگلیسی در نیمه نخست سده هفدهم میلادی در کتابی باعنوان «گفتمانی درباب یک سیاره جدید» پیشنهادهایی را درباره استعمارگران آینده در سیاره‌ای غیر از زمین ارائه کرد. اولین اثر شناخته‌شده باموضوع استعمار فضا، رمان «ماه آجری» نوشته ادوارد اورت هیل در سال 1869 بود که درباره یک قمر مصنوعی مسکونی قصه‌پردازی می‌کرد. سال 1897 کورد لاسویتس، نویسنده و فیلسوف آلمانی هم درمورد مستعمرات فضایی نوشت. ژول ورن، نویسنده شهیر فرانسوی هم در نیمه دوم قرن نوزدهم با دو رمان «از زمین تا کره ماه» و «به دور ماه» رویای سفر به ماه را تصور کرد. رویایی که درست یک قرن بعد تحقق یافت.

چرا فضا آینده بشر است؟

به‌نظر می‌رسد که ماه به‌دلیل نزدیکی به زمین و جغرافیای کاملاً مطالعه‌شده آن، کاندیدای ایدئالی برای ساخت سکونت‌گاه باشد. داشتن پایگاهی در این قمر طبیعی، مأموریت‌ها و تلاش‌های مربوط به مستعمره‌سازی در سیارات و قمرهای دیگر را تسهیل می‌کند و به‌عنوان پله‌ای برای رسیدن انسان به مریخ، زهره، کمربند سیارک‌ها و فراسوی آن عمل می‌کند. باایجاد زیرساخت‌های مناسب روی ماه، فضاپیماهایی که به اعماق منظومه خورشیدی حرکت می‌کنند، می‌توانند برای سوخت‌گیری توقف کنند و درصورت نیاز تعمیر شوند و این‌گونه هزینه‌های ماموریت کاهش یابد.

مزیت دیگر ایجاد پایگاهی در ماه به حوزه پژوهش باز می‌گردد. به‌طوری‌که تاسیس پایگاه در سطح ماه به دانشمندان امکان می‌دهد که رصدهای نجوم رادیویی و نجوم نوری را دور از آلودگی‌های صوتی و نوری پس‌زمینه زمین انجام دهند. همچنین تحقیقات بیشتر درمورد اثرات گرانش کم بر بدن انسان در این پایگاه‌ها، به فضانوردان کمک می‌کند تا برای سفرهای فضایی طولانی‌مدت بهتر آماده شوند.

به‌علاوه، ماه دارای منابع فراوانی ازجمله هلیوم-3 و فلزات گرانبهای مختلف است که شرکت‌های خصوصی فعال در معدن‌کاوی‌های فضایی آینده می‌توانند آنها را از زیر و زبر سطح ماه استخراج کنند.

ماموریت آرتمیس

بین سال‌های ۱۹۶۸ تا ۱۹۷۲ سازمان فضایی آمریکا (ناسا) درمجموع ۹ ماموریت انسانی به ماه اعزام کرد که از این تعداد ۶ مورد با موفقیت برسطح ماه فرود آمدند و به ۱۲ انسان اجازه دادند که روی سطح تنها قمر زمین قدم بگذارند. فصل بعدی اکتشاف‌های فضایی ناسا در ماه برنامه‌ای باعنوان آرتمیس است که اولین ماموریت بدون سرنشین آن ۲۵ آبان ۱۴۰۱ با موفقیت انجام شد.

در این‌ برنامه، ناسا و شرکت‌های خصوصی صنایع هوافضای آمریکایی به‌ویژه اسپیس‌ایکس همراه با سازمان فضایی اروپا (اسا)، سازمان فضایی کانادا، سازمان فضایی استرالیا، سازمان کاوش‌های هوافضای ژاپن، سازمان فضایی ایتالیا، سازمان فضایی بریتانیا، سازمان فضایی برزیل، سازمان فضایی ملی اوکراین و سازمان فضایی امارات‌متحده‌عربی مشارکت دارند. هدف از آرتمیس نه‌فقط رفتن به ماه و ایجاد محلی برای حضور بلندمدت انسان در آنجاست که همچنین وظیفه آماده‌سازی برای اجرای ماموریت‌های انسانی پیچیده‌ به مریخ را هم به‌عهده دارد. در برنامه فضایی بازگشت به ماه، از کپسول اوریون استفاده می‌شود که فضاپیمایی انسان‌سازگار و مناسب برای سفر به عمق فضا است و از سه بخش تشکیل شده است: اتاقک خدمه که ۴ فضانورد درطول پرواز داخل آن زندگی و کار می‌کنند، اتاقک خدمتْ مجهز به سامانه‌های حمایتی حیات برای خدمه و موتور و ذخایر سوخت، و یک سامانه خطای پرتابْ مجهز به موتورهایی که قادرند اتاقک خدمه را درمدت پرتاب و درصورتی‌که چیزی اشتباه پیش رود به بیرون هل دهند. به‌علاوه، ماموریت آرتمیس از رویکردی استفاده می‌کند که در فضاپیماهای آپولو وجود نداشت. این رویکرد نوآورانه «پیش‌مرحله‌سازی» نام دارد که ماه‌نوردها، آزمایشگاه‌های علمی و سامانه‌های انسان‌سازگار برسطح ماه و همچنین ایستگاهی اختصاصی در مدار ماه را شامل می‌شود. این ایستگاه ماه‌گرد «دروازه» نام دارد و در آن می‌توان یک فرودگر ماه‌نشین قوی را از پیش آماده کرد. دروازه با استانداردهای باز طراحی شده و ازاین‌رو، می‌توان آن را با توسعه ماموریت‌ها و مشارکت‌های جدید گسترش داد و به‌روزرسانی کرد. این ویژگی، به ماموریت‌های انسانی متعدد و علمی اجازه می‌دهد که به‌طور هم‌زمان سوی ماه هدایت شوند. به‌علاوه، دروازه قادر است مدارش را به‌گونه‌ای تنظیم کند که اجازه دسترسی به هرقسمت از ماه را بدهد کاری که ماموریت‌های آپولو توانایی انجامش را نداشتند.

اما کلید اصلی در این رویکرد، گذاشتن دروازه در مدار هاله‌ای منحصربه‌فردی برای اجرای بی‌نقص مانورهای مورد نیاز برای ماموریت‌های مریخ است و با فهرست روبه‌رشدی از فرصت‌های تجاری و بین‌المللی، به‌نظر می‌رسد که دروازه نقطه اتصال ایدئالی بین زمین و فضای فراسو باشد.

گزینه بعدی؛ مریخ

علاوه‌بر ماه، مریخ هم گزینه بعدی برای اسکان دائم انسان است. اما درمورد سیاره سرخ باید گفت که دلایل استعمار بیشتر برپایه نوعی علاقه‌مندی است. به‌گفته دانشمندان، این سیاره شبیه‌ترین سیاره به زمین است و دقیقا به‌همین‌دلیل به نماد امید به آینده بشریت تبدیل شده است.

مریخ نزدیک به زمین است و همین مسئله، برقراری ارتباطات تقریباً واقعی از زمین و از پایگاه ماه و همچنین کنترل از راه دور وسایل نقلیه رباتیک را امکان‌پذیر می‌کند. سیاره سرخ شباهت‌هایی به زمین دارد. برای‌مثال، طول شبانه‌روزش تقریبا شبیه به شبانه‌روز زمین است و یک روز مریخی ۲۴ ساعت و ۳۹ دقیقه به‌طول می‌انجامد و هرسال خورشیدی مریخ برابر با ۱.۸۸ سال خورشیدی زمین است. از این‌رو، مهاجران در مریخ قادر خواهند بود چرخه شبانه‌روز و سالانه تقریبا یکسان با هم‌تایان زمین‌نشین خودشان داشته باشند. همچنین انحراف محوری مریخ بسیار شبیه انحراف محوری زمین است و این بدان‌معنی است که مریخ از همان‌ الگوهای فصلی برخوردار است که در زمین وجود دارد. همچنین حضور فراوان آب منجمد که بخش وسیعی از آن در یخ‌های قطبی متمرکز است از دیگر شباهت‌های سیاره سرخ با زمین است.

متاسفانه شباهت‌های میان دو سیاره به همین‌جا ختم می‌شود. زیرا مریخ محیطی بسیار سرد، خشک، تحت تابش و نامناسب برای زندگی از نوعی است که می‌شناسیم. دقیقاً به‌همین‌دلیل، کمرون اسمیت انسان‌شناس و استاد دانشگاه ایالتی پورتلند آمریکا این فرضیه را مطرح می‌کند که بشریت فقط در 300 سال آینده خواهد توانست به‌گونه‌ای تغییر کند که با خصوصیات سیاره میزبان سازگار شود و بتواند جاذبه کم و تابش‌های زیاد را تاب آورد. متوسط شتاب گرانشی مریخ ۳.۷ متر بر مجذور ثانیه و حدود ۳۸درصد جاذبه زمین است. به‌این‌ترتیب اگر وزن انسانی روی زمین ۴۵ کیلوگرم باشد در سطح مریخ فقط ۱۷ کیلوگرم خواهد بود.

فضاپیمای آینده

استارشیپ (کشتی ستاره‌ای) نام فضاپیمایی است که در‌حال حاضر شرکت هوافضای آمریکایی اسپیس‌ایکس مشغول توسعه آن است. این وسیله‌ نقلیه فضایی فوق سنگین برای انتقال انسان و بار به مقاصد مختلف ازجمله مدار زمین، ماه، مریخ و احتمالا فراتر از آن طراحی شده است و قادر خواهد بود پروازهای میان‌سیاره‌ای طولانی‌مدت را در هر سفر برای ۱۰۰ نفر فراهم کند. همچنین، از این فضاپیما می‌توان برای سوخت‌گیری مجدد سایر وسایل نقلیه فضایی اسپیس‌ایکس استفاده کرد و به آنها اجازه داد که به مدارهای بالاتر و مقاصد فضایی دورتر برسند. فضاپیمای استارشیپ که توسعه‌اش در سال 2012 آغاز شد ۵۰ متر ارتفاع و 9 متر قطر دارد و محفظه بار این وسیله نقلیه فضایی، با 17متر ارتفاع و 8 متر قطر، بزرگتر از هر فضاپیمای فعال یا درحال‌ساخت دیگری است. گنجایش داخلی هزار مترمکعبی این فضاپیما کمی بزرگتر از حجم فشرده ایستگاه فضایی بین‌المللی است. به‌علاوه، اسپیس‌ایکس پیکربندی دیگری را با ارتفاع ۲۲ متر به‌عنوان محفظه باری ویژه محموله‌های حتی بزرگ‌تر برای استارشیپ در نظر گرفته است که می‌تواند در انتقال زیرساخت‌های سکونت‌گاه‌های مریخی انسان‌ها مورد استفاده قرار گیرد.