استیون هاوکینگ و سرمایه دار روس در تلاش برای ساخت سفینه های فضایی بادبانی

یوری میلنر سرمایه دار روس و استیون هاوکینگ فیزیکدان مشهور انگلیسی روز گذشته از آغاز طرح تازه 100 میلیون دلاری خود برای کشف Alpha Centauri خبر دادند که درواقع نزدیک منظومه به ماست.

پروژه کلید خورده توسط این دو نفر Breakthrough Starshot نام دارد و هدف از آن همانطور که گفته شد ارائه تکنولوژی های مورد نیاز برای ایجاد فضاپیماهای کوچک و سبکی است که قادرند ظرف مدت 20 سال به این منظومه سفر کنند.

سرپرستی این پروژه را پیت وردن بر عهده دارد که پیشتر مدیر مرکز تحقیقات AMES متعلق به ناسا بود. مارک زاکربرگ بنیانگذار فیسبوک نیز قرار است که در ادامه به میلیر و هاوکینگ بپیوندد و در هیئت مدیره این پروژه حضور داشته باشد.

این پروژه قرار است عملیاتی بودن ارسال سفینه های فضایی «فوق سبک و فوق کوچک» به  Alpha Centauri را بررسی نماید؛ وسایل نقلیه ای که می توان آنها را نسخه های فضایی از قایق های بادبانی خواند.

نامی که دانشمندان برای این فضاپیماها انتخاب کرده اند lightsails یا نور-بادبان است زیرا این سفینه ها از نور به عنوان پیشرانه خود بهره می گیرند. با این همه، نوربادبان ایده چندان جدیدی هم نیست و حتی سال پیش نمونه ای از آن توسط بیل نای و Planetary Society (انجمن سیاره ای) تولید شد.

فضاپیماهای نور-بادبان از نور یا بادهای خورشیدی به عنوان پیشرانه خود استفاده می کنند اما نسخه پیشنهادی توسط میلنر آرایه ای عظیم از لیزرها را در خود دارد و از آن برای حرکت به سمت منظومه یاد شده بهره می گیرد.

«بادبان»های این سفینه ها طولی برابر با چند متر دارند و ضخامتشان نیز از چندصد اتم تجاوز نمی کند و روی هم رفته جرم اندکی دارند. این سفینه ها حتی می توانند فضاپیماهای کوچک تر را هم یدک بکشند که میلنر از آنها تحت عنوان «چیپ های ستاره ای» یاد کرده.

پروژه Starshot  همچنین قرار است به کشف راه هایی برای کوچک تر کردن هرچه بیشتر این چیپ های ستاره ای بیانجامد منتها با در نظر داشتن این نکته که همزمان امکان نصب دوربین، سنسور، منبع تغذیه، تجهیزات ارتباطی و مسیریابی و پیشرانه های فوتونی برای بالا بردن سطح مانور پذیری این دستگاه ها روی آنها وجود داشته باشد. میلنر اعلام کرده که پیشرفت های صورت گرفته در نانوتکنولوژی توسعه این چیپ های را از هر زمان دیگری ساده تر کرده است.

سفینه های فضایی STARSHOT از لیزر و نور-بادبان بهره می گیرند.

لازم است یادآور شویم که Alpha Centauri نزدیک ترین منظومه ستاره ای به ماست اما بیشتر از 4 سال نوری (یا 25 تریلیارد مایل) از زمین فاصله دارد؛ برای درک بهتری این مسافت کافیست تصور کنید که فضاپیمای Voyager 1 برای مدت چهل سال با سرعت 40 هزار مایل در ساعت به سمت این منظومه حرکت نماید که البته در این صورت تنها 0.005 درصد از مسافت میان زمین و Alpha Centauri را طی خواهد کرد.

با در نظر داشتن همین مساله، لازم است فضاپیماهایی که در آینده توسط این پروژه تولید می شوند سرعتی معادل 134 میلیون مایل در ساعت داشته باشند تا ظرف مدت 20 سال به این منظومه برسند.

اما آنطور که Breakthrough اعلام کرده، پیش از آغاز این پروژه لازم  است «چالش های مهندسی قابل توجهی» کنار زده شوند. پروژه ای که از آن یاد شده بزرگ ترین سرمایه گذاری صورت گرفته توسط میلنر است و نسبت به هر برنامه فضایی دیگری که هم اکنون در دست اجراست بلندپروازانه تر به نظر می آید.

در نظر داشته باشید که چالش پیش روی این طرح صرفا دست یابی به سرعت های نجومی یاد شده یا توسعه و ساخت نور-بادبان و چیپ های آن نیست. این سفینه ها به زیرساخت های قابل توجهی هم برای این منظور نیاز دارند. به عنوان نمونه، برای آنکه این سفینه های کوچک (یا همان نانوسفینه) از زمین بلند شوند لازم است که یک فضاپیمای مادر برای آنها ساخته شده و به ارتفاعات بالای مدار برده شود.

علاوه بر این، آرایه لیزری مورد نیاز برای حرکت آن سفینه های فضایی نیز هنوز ساخته نشده و لازم است که در یک موقعیت پرارتفاع و خشک از سطح زمین ساخته شود تا کار کند.

مساله بعدی هزینه است. Breakthrough Initiatives پروژه Starshot را یک برنامه تحقیقاتی و مهندسی 100 میلیون دلاری خوانده است اما هزینه نهایی برای اجرایی کردن این پروژه از آنچه گفته شد به مراتب بیشتر خواهد بود.

مدیران این پروژه در کنفرانس خبری جداگانه ای که برای این منظور ترتیب داده بودند اعلام کردند که هزینه بیشتر از بودجه فعلی خواهد بود و آن مبلغ حتی با بودجه عظیم ترین پروژه های علمی در دست اقدام برابری می کند که در واقع چندین میلیارد دلار است.

در پایان هم باید اشاره کنیم که هاوکینگ و میلنر نخستین بار نیست که بر سر یک پروژه فضایی با هم وارد همکاری می شوند. به عنوان مثال سال پیش میلنر 100 میلیون دلار را به پروژه ای تحت عنوان Breakthrough Listen اختصاص داد که هدفش یافتن حیات فرازمینی است.

در این پروژه دانشمندان به مطالعه و بررسی یک میلیارد ستاره در نزدیکی زمین و 100 کهکشان خارج از راه شیری می پردازند.