سيرزماني مهاجرت انسان به فضا

از ديرباز انسان تمايل زيادي به كشف اعماق فضا داشته و امروزه در مرحله‌اي است كه مي‌تواند به فضا سفر كند. در حال حاضر تعدادي از شركت‌هاي خصوصي و عمومي فضايي در حال آماده‌سازي براي Space Race 2.0 هستند، Space Race 2.0 يك رقابت بسيار پرهزينه است كه انسان را به كشف پاسخ‌هايي در مورد كيهان و اكتشاف سرزمين‌هاي جديد براي نوع بشر نزديك‌تر مي‌كند.

اگرچه اين شركت‌ها هنوز در حال رقابت هستند؛ اما تغيير اولويت‌ها و بودجه‌هاي محدود، پيشتازي ناسا در اكتشافات منظومه‌ي شمسي و فراتر از آن را زير سؤال برده است. در حال حاضر، سازمان‌هاي خصوصي مثل اسپيس‌ايكس و ويرجين گلكتيك سرمايه‌ي زيادي براي مهندسي موشك‌هاي سريع‌تر، بزرگ‌تر و بهتر در انديشه متخصصين گرفته‌اند.

اين خبر خوبي است؛ زيرا اگر انسان‌ به‌دنبال زندگي روي سياره‌هاي ديگر يا يك سياره‌ي جديد باشد، بايد امروز بيشتر تلاش كند. مهندسان و دانشمندان بايد به توسعه‌ي سيستم‌هاي همراهي از زندگي بپردازند، منابع مطمئن آب و سوخت را پيدا كنند، بتوانند بر آثار منفي زندگي فضايي بر بدن غلبه كنند و راه سريع‌تر براي سفر را پيدا كنند.

هنوز انسان بايد راه زيادي طي كند؛ اما فرستادن انسان به ماه و فراتر از آن، هدف دور از دسترسي نيست. اما اين اتفاق چه زماني رخ خواهد داد؟ چه زماني انسان‌ها به دنياي بيگانه قدم خواهند گذاشت؟

اسپيس‌ايكس قصد دارد فالكن هوي را براي اولين بار قبل از پايان سال ۲۰۱۷ راه‌اندازي كند. به اين دليل كه موشك فالكن هوي قابليت استفاده‌ي مجدد دارد، مي‌تواند تنها با يك‌سوم هزينه‌ي نسل بعدي فضاپيماي عملياتي، Delta IV Heavy بار مفيد به فضا منتقل كند. اين هزينه‌ي اوليه‌ي پائين به اين معني است كه سازمان‌هاي بيشتري قادر به اجراي آزمايش در فضاي خارجي خواهند بود. يكي از اين آزمايش‌ها سفر خورشيدي LightSail از شركت Planetary Society است كه اوايل ۲۰۱۸ روي سكوي فالكن هوي اجرا خواهد شد.

عملكرد موشك فالكن هوي از شركت اسپيس‌ايكس درست مثل نام آن است. ۲۷ موتور موشكي وزن اين موشك ۷۰ متري (۲۲۹ فوتي)، ۱.۴ تني (۳.۱ ميليون پوندي) را كاهش داده‌اند. اين وزن زياد است اما قدرت حمل بار مفيد، آن را ارزشمند مي‌سازد؛ اين موشك قادر به حمل ۶۳۸۰۰ كيلوگرم (۱۴۰۶۶۰ پوند) تجهيزات، محموله و مسافر به مدار زمين است. اين مقدار وزن براي شاتل فضايي با ارتفاع يكسان از سطح دريا، دوبرابر خواهد شد.

اسپيس‌ايكس قصد دارد در سال ۲۰۱۸ برنامه‌هاي بيشتري نسبت به گذشته اجرا كند كه از جمله مي‌توان به ارسال ۳۰ موشك به مدار زمين اشاره كرد (در سال ۲۰۱۷، ۲۰ موشك). اين شركت با دستيابي به داده‌هاي بيشتر مي‌تواند فناوري خود را براي پرتاب ايمن و ارزان موشك‌ها كامل كند. در نهايت، اين سفينه‌ي كم‌هزينه و ايمن، توريسم فضايي را امكان‌پذير مي‌سازد. اسپيس‌ايكس امسال اعلام كرد در سال ۲۰۱۸ دو انسان را به مدار ماه خواهد فرستاد.

ويرجين گلكتيك هم در حال آماده‌سازي براي ارسال اولين فضانوردهاي خود به فضا قبل از پايان فوريه‌ي ۲۰۱۸ است. البته سفينه‌ي فضايي قبل از رفتن مسافران به سكو، چند تست پرواز انجام خواهد داد.

قبلا فضاپيمايي به نام VSS Unity پنجمين پرواز لغزشي (Glide flight) خود را در سال ۲۰۱۷ كامل كرد، مسير اين پرواز مستقل از مسير عمودي موشك‌هاي فضايي قديمي بود. اين نوع پرواز بدون نياز به نيروي پيشرانه در اولين ماه‌هاي سال ۲۰۱۸، پرواز‌ها به خط كارمن نزديك مي‌شوند، اين خط مرز رسمي بين جو زمين و فضاي خارجي است كه در ۱۰۰ كيلومتري (۶۲ مايلي) بالاي سطح زمين قرار دارد.

تقريبا در همين زمان يعني اوايل ۲۰۱۸، دانشمندان به تست LightSail 2 خواهند پرداخت؛ سفينه‌اي كه با كنترل قدرت فوتون‌هاي خورشيدي و بدون نياز به محفظه‌ي سوخت يا رانشگر در فضا حركت مي‌كند. LightSail2 يك سفينه‌ با سرمايه‌گذاري شهروندان است كه توسط Planetary Society (بزرگ‌ترين سازمان‌ غير انتفاعي كه به بهبود اكتشافات فضايي مي‌پردازد) ساخته شده است، اين سفينه اثباتي براي اين ادعا است كه سفر خورشيدي مي‌تواند سفينه را به سمت فضاي عميق‌تر سوق دهد. يك سفينه‌ي بدون سرنشين با انرژي نور، قبل از تست پرواز در ارتفاع ۷۲۰ كيلومتري از سطح دريا (۴۴۷.۴ مايل) روي موشك فالكن هوي آزمايش خواهد شد.

بلو اورجين، شركت خدمات فضايي كه توسط مؤسس آمازون، جف بزوس تأسيس شده است، اخيرا اعلام كرده كه تعدادي توريست  را تا قبل از آوريل ۲۰۱۹ به فضا خواهد فرستاد. مسافر‌ها در گروه‌هاي شش‌نفره سوار يك موشك ۱۸ متري مي‌شوند و تا ارتفاع ۱۰۰ كيلومتري از سطح زمين را طي خواهند كرد و در اين سفر، مي‌توانند پرواز در وضعيت جاذبه‌ي صفر را هم تجربه كنند. سه چتر نجات مستقل و يك سيستم ضد رانش تضمين مي‌كنند مسافران فرود آرامي روي زمين خواهند داشت.  البته اين تجربه ارزان نخواهد بود؛ ارزش بليط براي رفتن به سكوي New Glenn و رفتن به مدار زمين بين ۱۵۰ تا ۲۵۰ هزار دلار تخمين زده شده است. و طبق گزارش‌ها تاكنون ۷۰۰ نفر براي پروژه‌ي توريسم فضايي رقابتي ويرجين گلكتيك نام نويسي‌ كرده‌اند.

برنامه‌ي بلو اورجين در سال ۲۰۱۹، اضافه كردن موشك‌هاي دو و سه مرحله‌اي است. اين موشك‌ها قابليت استفاده‌ي مجدد دارند، طول آن‌ها ۹۹ متر (۳۲۶ فوت) است و مي‌تواند بار را با هزينه‌ي نسبتا پائيني منتقل كنند. اين موشك‌ها با موشك‌هاي فالكن هوي شركت اسپيس‌ ايكس در رقابت هستند.

ناسا هم قصد دارد تلسكوپ جيمز وب را در سه‌ماهه‌ي اول ۲۰۱۹ راه‌اندازي كند. اين تلسكوپ با اشعه‌ي مادون قرمز به كاوش منظومه‌ي شمسي مي‌پردازد تا بدين ترتيب مراحل شكل‌گيري و رشد منظومه‌ي شمسي را مطالعه كند؛ اين تلسكوپ به واسطه‌ي ۱۸ بخش آينه‌اي شش‌ضلعي، ۱۰۰ مرتبه قدرتمند‌تر از تلسكوپ فضايي هابل است. تلسكوپ جيمز وب با قطر آينه‌ي ۶.۵ متر (قطر آينه‌ي هابل تنها ۲.۴ متر است)، قادر به كشف رويدادهايي مثل شكل‌گيري كهكشان‌ها است كه به زمان بيگ بنگ برمي‌گردد. اين تلسكوپ تمركز ويژه‌اي بر كشف سياره‌هاي جديد قابل سكونت خواهد داشت.

مريخ‌پيماي كيورياسيتي به سؤال‌هايي مانند يافتن آب مايع تا كشف موجودات زنده در سطح سياره‌ي سرخ، و بعضي سؤال‌هاي اساسي مرتبط با اين سياره پاسخ داده است.

با اين حال، اين اطلاعات سؤال‌هاي بيشتري در مورد وجود عناصر ديگر به وجود آورده است.  در تلاش براي پاسخگويي به وجود اكسيژن در جو مريخ و ميزان تراكم آن، جانشين كيورياسيتي، مريخ‌پيماي Mars 2020 مجهز به سنسورها و واسطه‌ها به مريخ خواهد رفت. اطلاعات مربوط به تراكم اكسيژن در صورتي حائز اهميت است كه انسان شخصا قادر به بازديد از سياره‌ي سرخ باشد كه در اوايل سال ۲۰۳۰ اين پروژه عملي خواهد شد.

تنها ۵۰ سال از اولين فرود انسان به سطح ماه مي گذرد كه ناسا در حال آماده‌سازي يك سفينه‌ي سرنشين‌دار ديگر براي مسافرت به فراتر از ماه است. فضانوردها با سفينه‌اي موسوم به اوريون به اين سفر خواهند رفت كه با استفاده از سيستم پرتاب فضايي (NASA (SLS، يك واسطه‌ي پرتاب پيمانه‌اي سنگين، بلند مي‌شود. SLS مشابه هوي فالكن شركت اسپيس‌ايكس است و قدرت حمل بار ماكزيمم آن ۷۰ تا ۱۳۰ تن (۱۵۰ هزار تا ۲۹۰ هزار پوند) است.

البته اين فضاپيما در ابتدا چند تست بدون سرنشين انجام خواهد داد. اولين مأموريت به نام Exploration Mission - 1، اواخر سال ۲۰۱۸ اجرا خواهد شد. SLS سفينه‌ي بدون سرنشين را به ماه خواهد فرستاد كه در فاصله‌ي ۱۰۰ كيلومتري (۶۲ مايلي) از سطح ماه در مدار اين سياره قرار خواهد گرفت و از جاذبه‌ي آن براي رفتن به اعماق فضاي كشف نشده استفاده مي‌كند. هدف اين مأموريت مطالعه بقاي انسان در سفر به سيارات دور است.

دومين مأموريت (Exploration Mission-2) براي آگوست ۲۰۲۱ برنامه‌ريزي شده است كه اولين تست سرنشين‌دار NASA براي رفتن به فراتر از ماه است. به نقل از بيل هيل، جانشين رئيس توسعه‌ي سيستم‌هاي اكتشافي ناسا:

در اين مأموريت، تعدادي تست براي نمايش عمليات ضروري از جمله برنامه‌ريزي مأموريت، عملكرد سيستمي، واسطه‌ي كاركنان و كنترل و هدايت در اعماق فضا اجرا خواهيم كرد.براي دستيابي به گشتاور كافي و سفر به دور ماه، اين سفينه‌ي فضايي چرخش‌هاي متعددي به دور زمين خواهد داشت كه باعث روشن شدن رانشگرهاي آن مي‌شود. فضانورد در چرخش ثابت خود به دور ماه، به جمع‌آوري داده‌هايي ‌مي‌پردازد و قابليت‌هاي سفينه را براي پرواز بين‌سياره‌اي تست مي‌كند.

ناسا اكتشافات دهه‌ي ۲۰۲۰ را به حفظ سلامت انسان‌ها در فضا اختصاص داده است؛ ولي اسپيس‌ايكس براي ايجاد زيرساختي با هدف مهاجرت انسان برنامه‌ريزي مي‌كند. اسپيس‌ايكس پيش‌بيني مي‌كند بتواند اولين سفر ۵۴.۶ ميليون كيلومتري خود به مريخ  (۳۳.۹ ميليون مايلي) را در سال ۲۰۲۲ آغاز كند.

بر اساس آخرين اخبار، ايلان ماسك برنامه‌هاي خود براي ساخت موشكي بسيار بزرگ‌تر و قدرتمندتر از سيستم مأموريت فضايي NASA و موشك سازمان خود (BFR فالكن هوي) را اعلام كرده است. اين موشك بزرگ، سوخت كافي براي انتقال انسان‌ها به مريخ  و حتي امكان مسافرت شهر به شهر در زمين را فراهم مي‌كند.

اين موشك ۱۰۶ متري (۳۴۷.۷ فوتي) با تحمل بار بيش از ۱۵۰ تن، ركورد فعلي انتقال بيشترين بار (شامل محموله، سوخت و مسافر) به مدار را خواهد شكست و كمترين هزينه را براي هر سفر خواهد داشت.

BFR براي رسيدن به ماه از مخازن سوختي كه قبلا در مدار زمين قرار گرفته‌اند استفاده مي‌كند، در مدار شتاب مي‌گيرد و براي يك مسافت طولاني سوخت‌گيري مي‌كند. طبق برنامه‌ي اسپيس‌ايكس، زماني كه موشك در مدار است، مجددا سوخت‌گيري مي‌كند تا بتواند ظرفيت حمل بار و مسافت را توسعه بدهد و ايمن به زمين بازگردد.

تست‌هايي كه تاكنون اجرا شده‌اند، نشان مي‌دهند امكان سوخت‌گيري مجدد موشك در فضا وجود دارد. ناسا در سال ۲۰۱۱ به اجراي مأموريت سوخت‌دهي مجدد روباتيك پرداخت و با موفقيت انتقال پيشرانه‌ي روباتي را روي سكوي ايستگاه فضايي بين‌المللي به پايان رساند.

اسپيس‌ايكس پيش‌بيني مي‌كند كه بتواند تا سال ۲۰۲۲، حداقل دو سفينه‌ي باري را روي مريخ فرود بياورد و به اين ترتيب سكونت‌گاهي را براي انسان‌ها ايجاد كند. هدف اصلي مأموريت‌هاي اوليه، يافتن يك منبع مطمئن آب روي سطح مريخ است.

دو سال پس از آنكه سفينه‌هاي باري زيرساخت مناسبي را تشكيل دادند، اسپيس‌ايكس انسان‌ها را براي مهاجرت و سكونت به مريخ خواهد فرستاد. مسافرهاي ماژول ۴۰ كابينه‌ي BFR اولين كساني هستند كه يك سفر بي‌سابقه را تجربه خواهند كرد.

ايلان ماسك، اين روند را يك خط زماني جهشي مي‌خواند كه ممكن است بر اساس انتظارات اسپيس‌ايكس نباشد: به دليل تطبيق‌هاي سياره‌اي و معيارهاي ديگري مثل پيش‌نيازهاي توان خورشيدي و محدوديت سوخت، چشم‌انداز مأموريت سفر زمين به مريخ به گفته‌ي Wired تنها چند هفته خواهد بود. و بخش‌هاي ديگر هم سرجاي خود قرار خواهند گرفت؛ البته نه BFR و نه نمونه‌ي قبلي آن فالكن هوي، هنوز مأموريت موفقيت‌آميزي نداشته‌اند.

اسپيس‌ايكس در اوايل ۲۰۲۰ آماده‌ي فرستادن انسان براي زندگي در فضا خواهد بود؛ اما ناسا در اين زمينه محتاط‌تر عمل مي‌كند. برنامه‌ي اين سازمان فضايي دولتي، فرستادن فضانوردهايي به مدار زمين به مدت يك سال و مطالعه آمادگي آن‌ها براي زندگي در يك سياره‌ي متفاوت خواهد بود.

در مارس ۲۰۱۶، فضانورد ناسا به نام اسكات كلي، يك مأموريت مشابه يك‌ساله را در ايستگاه فضايي بين‌المللي انجام داد. هدف اين مأموريت، مطالعه آثار جاذبه‌ي صفر بر بدن انسان و مفهوم آن براي مسافرت فضايي آينده به مريخ است. با اين حال برخلاف مأموريت كِلي، مأموريت ۲۰۲۱ ناسا انسان‌ها را به مدار ماه خواهد فرستاد. افراد در اين آزمايش در يك گذرگاه فضايي عميق قرار مي‌گيرند، اين گذرگاه يك ايستگاه مشابه ISS است كه به‌عنوان يك ميدان تست براي مأموريت‌هاي آينده‌ي فضايي از جمله مأموريت‌هاي بعدي به مريخ عمل مي‌كند. اين ايستگاه در پنج مأموريت ساخته مي‌شود كه در چهار مأموريت آن، انسان حضور خواهد داشت. آثار يك سال زندگي در مدار ماه بر بدن انسان كه به عواملي مثل چرخه‌هاي مختلف روز و شب و تشعشعات خورشيدي وابسته است، هنوز ناشناخته هستند.

پنج سال پس از مأموريت‌هاي سرنشين‌دار اسپيس‌ايكس به مريخ، ناسا براي فرستادن سفينه‌ي فضاي خود به سياره‌ي سرخ برنامه‌ريزي خواهد كرد. با استفاده از نمونه‌ها و داده‌هاي مريخ‌پيماهاي Mars 2020 و كيورياسيتي، ناسا قبل از فرستادن سفينه‌ي سرنشين دار خود از گذرگاه عميق فضايي، به مطالعه بقا و زندگي انسان در سطح مريخ خواهد پرداخت.