نگاهی به طرح های ایلان ماسک برای انتقال انسان به مریخ: دانسته هایمان تا به اینجا چیست؟

ایلان ماسک مدیرعامل اسپیس اکس دست کم ظرف یک یا دو روز آینده اعلام می کند که چطور می خواهد بشر را به مریخ ببرد و سیاره سرخ را به سکونتگاهی همیشگی برایش تبدیل کند.

این هدفی است که سال ها ذهن ماسک را به خود مشغول کرده، هرچند که وی تاکنون جزئیات زیادی را در این باره منتشر نکرده است. خوشبختانه اما تا دو روز آینده درخواهیم یافت که ماسک چه برنامه هایی برای سفرهای فضایی دارد و چطور می خواهد این مهم را امکان پذیر کند. او قرار است که به زودی از فضاپیما و تکنولوژی هایی بگوید که برای انتقال انسان به این سیاره نیاز هستند و سپس برنامه ای بلند مدت را برای تحقق این برنامه تدوین نماید.

ماسک حرف های زیادی در مورد انتقال انسان به مریخ دارد.

از همین رو، بسیاری انتظار یک سخنرانی طولانی را از وی دارند. شخص ماسک نیز ثابت کرده که علاقه ای وصف ناپذیر به صحبت کردن از تمایلش برای انتقال انسان به مریخ دارد و استدلالش هم این است که چنین اتفاقی برای حفظ نسل بشر ضروری است و در همین رابطه گفته: هم اکنون بحث هایی جدی در مورد انتقال حیات به کرات دیگر وجود دارد که با هدف حفاظت از نسل بشر در صورت بروز یک رویداد فاجعه بار قرار است انجام شود.

اما سخنرانی ماسک در این باره مصادف شده با بدبیاری های اخیر این شرکت. همانطور که پیشتر در خبرها خواندید، به تازگی یکی از راکت های فالکون 9 روی سکوی پرتاب دچار انفجار شده و حالا مهندسان اسپیس اکس با توقف سفرهای فضایی آن در تلاش برای یافتن علت سانحه هستند. با این همه، حادثه ای که از آن برایتان گفتیم تغییری در برنامه های ماسک برای صحبت در مورد چشم اندازهای مریخی اش به وجود نیاورده.

حتما تایید می کنید که این مدیربلند پرواز تا به امروز سکوت یا بهتر بگوییم صحبت در لفافه را در مورد برنامه هایش پیشه کرده اما این مساله دلیل بر توقف شایعه پراکنی و شایعه سازی در این رابطه نشده است. در ادامه این مطلب نگاهی خواهیم داشت به چشم انداز ماسک و آنچه احتمالا در کنکره بین المللی فضانوردی Guadalajara در مکزیک از آن سخن خواهد گفت.

دانسته هایمان کدامند؟

سیستم حمل و نقل بین سیاره ای که پیشتر با نام Mars Colonial Transporter از آن یاد شده بود.

برنامه های ماسک برای مریخ حول دو محور اصلی قرار دارند: نخست یک شتاب دهنده عظیم راکت و دیگری فضاپیمایی که قادر است محموله و انسان را به سطح مریخ برساند. تصور می شود که این شتاب دهنده، فضاپیما را از زمین ارسال می کند و سپس سفینه فضایی سفر خود به سمت مریخ را ادامه خواهد داد.

تا به امروز از این دو وسیله (یعنی شتاب دهنده و فضاپیما) تحت عنوان Mars Colonial Transporter یاد می شد تا اینکه هفته گذشته ماسک این نام را تغییر داد. در هر صورت این وسیله که حالا با نام سیستم حمل و نقل بین سیاره ای از آن یاد می شود به باور ماسک می تواند «به آنسوی مریخ» سفر کند.

البته اضافه کنیم که اطلاعات ما در مورد این دو وسیله بسیار اندک و محدود به جزئیاتی است که ماسک تا به اینجا در مورد آنها ارائه داده.

BFR

راکت غول پیکری که اسپیس اکس می خواهد بسازد با اسم رمز BFR شناخته می شود؛ عبارتی که از سرواژه های چند کلمه نامعلوم ساخته شده است. این نام نیم اشاره ای هم به بازی ویدیویی Doom دارد که در آن اسلحه بزرگی به نام BFG وجود دارد.

ظاهرا قرا است این شتاب دهنده فضاپیمایی حامل 100 تن «محموله مفید» را به سطح مریخ ارسال کند که این رقم از گنجایش هر فضاپیمای دیگری که تاکنون به سطح این سیاره فرستاده شده بیشتر است.

با در نظر داشتن همین مساله، همانطور که حدسش را خواهید زد، این راکت عظیم به لحاظ اندازه یا با راکت Saturn V که فضانوردان را به ماه می برد برابری می کند یا حتی از آن بزرگ تر خواهد بود.

Bobby Braun از اساتید تکنولوژی فضایی در موسسه فناوری جورجیا در این باره به ورج گفت: مقیاس همه چیز در این راکت افزایشی قابل ملاحظه پیدا خواهد کرد. برای آنکه یک خانه دو طبقه را به مریخ بفرستید به یک راکت بسیار بزرگ نیاز خواهد بود.

البته اضافه کنیم که هم اکنون اطلاعات زیادی در مورد ظاهر این راکت در دسترس نیست اما ماسک تاکید کرده که سیستم حمل و نقل در دست طراحی شامل یک راکت عظیم اصلی و مرکزی خواهد بود. نکته دیگر آنکه BFR به احتمال زیاد چندبار مصرف خواهد بود.

BFS

راکتی که از آن صحبت کردیم قطعا با هدف حمل یک سفینه عظیم الجثه به نام BFS طراحی و ساخته می شود و می توان آن را اصلی ترین وسیله برای انتقال مسافران به مریخ قلمداد نمود. اما نکته ای که باید به آن اشاره کنیم این است که ساختار وسیله نقلیه و نحوه عملکرد آن هنوز مشخص نیست. برخی حتی اینطور گمانه زنی کرده اند که BFS برای آنکه نوعی جاذبه مصنوعی برای مسافران ایجاد نماید و فرایند کاهش تراکم استخوان و عضله آنها را به حداقل برساند، به دور خود خواهد چرخید. در مورد نحوه حفاظت این فضاپیما از تشعشعات فضایی و حرارت خورشید نیز گمانه زنی هایی مطرح گردیده.

اما با وجود تمامی این تدابیر یک نگرانی مهم و عمده همچنان به قوت خود باقیست: اینکه BFS قرار است چطور روی مریخ فرود بیاید؟ این امر البته بسیار دشوار است زیرا لایه نازک هوای مریخ قطعا به سختی می تواند فرود آرام تری را برای فضاپیمای مریخی به ارمغان بیاورد چراکه تراکم اتمسفر آن نسبت به زمین یک به صد است.

بالا بودن حجم محموله های درون فضاپیما پیامد دیگری را هم خواهد داشت و آن زیاد کردن سرعت فرود وسیله نقلیه حین نزدیک شدن به سطح مریخ است. البته باید یادآور شویم که این مشکل صرفا محدود به اسپیس اکس نمی شود و در حال حاضر ناسا تنها می داند که چطور محموله های یک تنی را سالم روی مریخ فرود بیاورد (محض اطلاع شما باید بگوییم که برای فرود آوردن کاوشگر کنجکاوی روی مریخ ترکیبی از چتر فرود و یک جرثقیل هوایی به کار برده شد).

حالا ماسک می خواهد بالغ بر صد تن محموله و انسان را با استفاده از BFS روی مریخ فرود آورد که این میزان صدبرابر وزن تقریبی کنجکاوی است.

ماسک ابراز امیدواری کرده که در سال 2024 فضاپیمای BFS مملو از سرنشین انسانی را به مریخ خواهد فرستاد

اما روشن است که اسپیس اکس با شیوه های مشابه به ناسا قصد فرود آوردن محموله اش روی مریخ را ندارد و در مقابل به دنبال راهی برای استفاده از موتورهای راکت است تا فضاپیمای خود را به نرمی و آرامی روی سطح فرود آورد. این تقریبا همان شیوه ایست که اسپیس اکس برای فرود آوردن راکت فالکون 9 روی زمین از آن  استفاده کرده بود و تحت عنوان پیشرانه معکوس رانشی از آن یاد می شود.

البته این را هم اضافه نماییم که هنوز مشخص نیست آیا BFS می تواند روی مریخ فرود بیاید یا خیر و آیا اساسا قابلیت حمل صد تن بار را دارد یا نه.

ماسک اما پیشتر ابراز امیدواری کرده بود که تا سال 2024 میلادی به این مهم دست پیدا کند که البته این مهلت برای شرکتی که تاکنون حتی یک نفر را هم به مریخ نبرده کمی بلندپروازانه و دور از واقعیت به نظر می آید.

موتور Raptor

یکی از بخش های کلیدی BFR و BFS قطعا Raptor خواهد بود؛ موتور غول پیکر جدیدی که اسپیس اکس از سال 2009 میلادی تاکنون کار توسعه اش را در دست داشته. این موتور قادر خواهد بود در زمان بلند شدن از زمین نیرویی معادل با 2224110 نیوتن را تولید کند که به تعبیر ماسک این قدرت با اصلیترین موتورهای شاتل فضایی برابری می کند. این موتور همچنین قرار است که برخلاف انواع به خدمت گرفته شده در فالکون 9 از متان مایع به عنوان سوخت استفاده کند.

البته برخی بر این باور هستند که تصمیم اسپیس اکس در تغییر نوع سوخت مصرفی این موتور به خاطر فراوانی متان روی مریخ بوده و مهندسان این شرکت دستگاه را طوری طراحی کرده اند که از یخ زیرسطحی این سیاره در کنار دی اکسید کربن موجود در اتمسفر آن برای این منظور استفاده کند. این یعنی موتورهای Raptor قادر خواهند بود از مواد موجود در سطح سیاره سرخ به عنوان سوخت خود استفاده نمایند.

در هر صورت بناست که تعداد زیادی از این موتورها (البته مشخص نیست که چه تعداد) برای تامین انرژی مورد نیاز BFR و همچنین BFS مورد استفاده قرار بگیرند. گفتنی است که تا به اینجا اسپیس اکس گام هایی را در جهت توسعه این موتور برداشته و اولین نسخه مقیاس کامل آن نیز اوایل امسال به تاسیسات تست McGregor این شرکت ارسال شد.

مسیرهای حمل محموله

روشن است برای حضور انسان باید از قبل شرایط زندگی برای وی فراهم باید و در نتیجه ضروری است که بخش اعظمی از سخت افزار مورد نیاز این امر پیش از انسان به فضا فرستاده شود. بعد از آنکه انسان به مریخ رسید هم باید غذا و وسایل مورد نیازش در کنار قطعات یدکی و تجهیزات از زمین برایش ارسال گردند.

در راهکار ارائه شده توسط ماسک برای این منظور، مجموعه ای از ماموریت های مختلف برای رد دراگون تعریف شده که اوایل امسال معرفی گردید. اسپیس اکس در نظر دارد که در سال 2018 میلادی نسخه ای از کپسول حمل محموله خود به نام دراگون را به مریخ بفرستد تا مشخص شود که آیا این وسیله قادر است آذوقه و تجهیزات لازم را به سطح سیاره ارسال کند یا خیر. کپسول یاد شده قرار است که روی فالکون هوی سوار شود؛ همان راکت سنگین وزنی که شرکت تحت سرپرستی ایلان ماسک می خواهد سال آینده برای نخستن بار آن را به حرکت در آورد. بعد از آنکه رد دراگون به سطح مریخ رسید از پیشرانه معکوس فراصوت برای فرود بهره خواهد گرفت.

شرکت اسپیس اکس در نظر دارد هر 26 ماه یکبار این کپسول ها را به سطح مریخ ارسال کند؛ در این بازه زمانی مریخ و زمین در نزدیک ترین فاصله از یکدیگر روی مدارهایشان قرار دارند و هدف اصلی از این برنامه ریزی ایجاد یک مسیر قابل اطمینان برای ارسال محموله به سطح مریخ است.

آنچه واقعا نمی دانیم

نیرو محرکه

در مورد اینکه BFS چطور سوخت خود را برای رسیدن به سطح مریخ مدیریت خواهد کرد، ارزیابی های مختلفی مطرح شده. البته روشن است که برای ارسال چنین فضاپیمای عظیم الجثه ای به آنسوی زمین به حجم بالایی از سوخت نیاز خواهد بود و قطعا فضاپیماهایی که عازم سیاره سرخ می شوند باید دست کم یک بار تا قبل از رسیدن به این سیاره سوخت گیری مجدد کنند. پیشنهاد Braun آن است که با استفاده از راکت های اضافه نیرو محرکه اضافه برای فضاپیماها تامین شود.

بازگشت به زمین

برخلاف پروژه مارس وان که وعده سفری بی بازگشت به مریخ را می دهد، ماسک در نظر دارد امکان بازگشت افراد به زمین را نیز فراهم نماید. او در این رابطه در سمپوزیم فضانوردی و ستازه شناسی MIT اظهار نمود: ما می خواهیم که فضاپیما امکان بازگشت به زمین داشته باشد. این فضاپیماها گران هستند و ساختنشان دشوار. پس نمی توان آنها را در مریخ رها کرد. بنابراین اینکه مردم تمایل به بازگشت داشته باشند یا خیر به خودشان مربوط است و می توانند در صورت تمایل سوار فضاپیما شده و بازگردند چراکه در  هر صورت ما می خواهیم آنها را به زمین باز گردانیم.

اما اینکه فضاپیما دقیقا قرار است چگونه به زمین باز گردد مشخص نشده و هنوز که هنوز است هیچ وسیله ای از مریخ به زمین باز نگشته. علت هم آن است که پرتاب از سطح مریخ در نظر بسیاری کاری غیرممکن است؛ برای این منظور لازم است فضاپیمایی با چندین موتور که سوخت کافی هم دارد از سطح مریخ بلند شده و به سمت زمین باز گردد. اما اگر ماسک بتواند سوخت فضاپیمایش را از سطح این سیاره تامین کند آنگاه قطعا می تواند فرایند روشن شدن و بازگشت آن به زمین را نیز انجام دهد.

زیستگاه و زنده نگه داشتن انسان

ماسک دقیقا مشخص نکرده که بعد از پشت سر گذاشتن این چالش ها و انتقال انسان به سیاره سرخ، قرار است وی را کجا اسکان دهد. روشن است که ساکنین این زیستگاه تازه به سیستمی نیاز دارند که حیاتشان را تضمین کند و به هوای قابل تنفس، روشی برای پاکسازی و بازیافت آب و همچنین سیر کردن شکم خود احتیاج خواهند داشت. اغلب کارشناسان بر این باورند که ساکنان این سیاره باید عاقبت به نوعی بتوانند برای زنده ماندن خود به منابع روی سطح مریخ تکیه کنند.

با توجه به آنچه گفته شد فراهم آوردن غذا، آب و هوای کافی اولین پیش نیاز برای سکونت انسان روی مریخ است و آنها که روی پیدا کردن راهکار برای این منظور کار می کنند متفق القول هستند که این کار در ماموریت های طولانی بسیار دشوار است مگر آنکه این احتیاجات روی خود مریخ فراهم شوند.

Chris McKay پژوهشگر سیارات در مرکز تحقیقات Ames متعلق به ناسا در این باره می گوید: شاید در سال های نخست بشر بتواند غذای مورد نیازش را با خود به سطح این سیاره ببرد اما عاقبت باید بتواند خوراک خود را روی مریخ تامین نماید.

تا بحال هیچکس تلاشی برای انجام این امور روی مریخ نکرده و وقتی بحث تامین آذوقه ساکنان این سیاره مطرح می شود چالش های زیادی خودنمایی می کنند که بشر باید آنها را مرتفع کند. برای نمونه، تصور می شود که خاک این سیاره حاوی نمک هایی با عنوان پرکلوراتها باشد که برای انسان سمی هستند. بنابراین اگر قرار باشد کشتی روی سطح این سیاره صورت بگیرد، یا باید از خاک زمین برای این منظور استفاده شود یا اینکه خاک مریخ به نوعی از این ماده سمی پاکسازی گردد. مکنزی در صحبت های خود این مشکل را بسیار بزرگ و مهم قلمداد کرد و اظهار داشت که تاکنون راهکاری برای آن ارائه نشده است.

تمامی این عوامل می توانند اثراتی نامطلوب روی بدن انسان بگذارند

سطح تشعشعات در مریخ نیز بالاتر از زمین گزارش شده و این محیط به طور کلی به مراتب سردتر از سکونتگاه فعلی انسان بوده و گرانش آن هم یک سوم این کره خاکی است. تمامی  این فاکتورها چنانچه در نظر گرفته نشوند می توانند تاثیرات بسیار نامطلوبی را روی بدن انسان بگذارند. حالا Braun اظهار داشته که ممکن است ظرف دو روز آینده ماسک راهکار مناسب برای کنار زدن تمامی این موانع را ارائه دهد.

وی در ادامه گفت: اسپیس اکس یک شرکت حمل و نقل فضایی است و معتقدم خبرهایی که ماسک می خواهد به ما بدهد بیشتر حول محور معماری حمل و نقل فضایی است. تصور خودم این است که شرکت یاد شده در نظ دارد از همکاری خود با دیگران برای توسعه تکنولوژیهای مورد نیاز این ماموریت خبر بدهد.

هزینه ها، مسافران احتمالی و ...

روشن است که موانع و پرسش های پیش روی ماموریت به مریخ به مواردی که در بالا اشاره کردیم خلاصه نمی شوند و برای نمونه هنوز مشخص نیست چه افرادی می توانند به این سفر بروند یا بودجه مورد نیاز این کار قرار است از کجا تامین گردد.

البته تمامی اینها طبیعی هستند زیر ماموریت به مریخ پروژه بسیار بزرگی است که به مهندسی و حل مساله در مقیاس وسیع و البته رشته های مختلف علمی نیاز دارد. چارلز میلر رئیس شرکت مشاوره فضایی  NexGen Space در این باره به ورج گفت: این کار به شدت دشوار خواهد بود زیرا هدفی بلند پروازانه دارد که باید برای تحققش زندگی تان را وقف آن کنید.