زندگی در سال ۲۰۵۰: نگاهی اجمالی به آینده صنعت فضا و فضانوردی – قسمت دوم

طی سه دهه آینده، جهانی که در آن زندگی می‌کنیم دستخوش تغییرات بسیاری خواهد شد و شاید آنچه که امروز دور از ذهن به نظر می‌رسد،‌ به واقعیت تبدیل شود. شاید روزی فرا برسد که انسان‌های بسیاری در شهرک‌های فضایی و در جایی فراتر از کره زمین ساکن شوند،‌ تجارت فضایی به معنای واقعی اتفاق بیفتد و فناوری‌های جدید در حوزه فضا و فضانوردی بتوانند حیرت‌انگیزترین اتفاقات را رقم بزنند.

در قسمت اول این مقاله آینده صنعت فضا و فضانوردی در سال ۲۰۵۰ به صورت اجمالی ترسیم شد و در این قسمت دیگر فناوری‌هایی که ممکن است طی سی سال آینده با آن‌ها روبرو شویم، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

آینده‌ای که اکنون تنها ترسیمی اجمالی از آن را مرور می‌کنیم،‌ می‌تواند با آنچه در اینجا گفته می‌شود بسیار متفاوت باشد. اما محتوای این مقاله و تحقیقات انجام شده می‌مانند تا شاید روزی بتوان محتوای آن را با وقایع سال‌های بعد تطبیق داد.

آنچه مسلم است، تجاری‌سازی صنعت فضا و فضانوردی طی سال‌های آینده از اهمیت بسیاری برخوردار خواهد بود. ایجاد شهرک‌های فضایی برای زندگی، ‌رویای سفر به فضا و شاید زندگی در سایر سیاره‌ها از موضوعاتی هستند که ممکن است همه ما تصویر روشنی از آن در ذهن نداشته باشیم، اما دانشمندان رویای بزرگی را در این زمینه دنبال می‌‌کنند.

این احتمال وجود دارد در آینده‌ای نزدیک اطلاعات بسیار بیشتری در مورد ماه، مریخ و سایر سیاره‌ها در اختیار انسان قرار بگیرد که بتواند تعیین‌کننده و سرنوشت‌ساز باشد.

پیش به سوی مریخ

طی سه دهه آینده احتمالا مریخ به مرکز اصلی سازمان‌های فضایی تبدیل می‌شود. تا سال ۲۰۵۰ علاوه بر روند افزایش چشمگیر اکتشافات حوزه رباتیک، سه آژانس فضایی بزرگ دنیا نیز قصد دارند بین دهه‌های ۲۰۳۰ تا ۲۰۶۰، فضانوردان را به مریخ بفرستند. انتظار می‌رود ناسا با برنامه «ماه به مریخ» (Moon to Mars) به دستاوردهای جدیدی در حوزه فضانوردی دست پیدا کند و بتواند در این زمینه پیشگام باشد.

برای  مثال ناسا می‌خواهد در سال ۲۰۲۴ دوباره بشر را به ماه ببرد. از طرفی دروازه قمری، ایستگاه فضایی جاه‌طلبانه ناسا است که قرار است به دور ماه بچرخد و از آن به عنوان ایستگاهی برای انتقال فضانوردان، انجام ماموریت‌های مربوط به ماه و در آینده‌ برای اکتشافات فضایی استفاده شود. به علاوه، این پایگاه نقش مهمی در ماموریت آرتمیس بر عهده خواهد داشت.

سال گذشته «ناسا» با امضای قراردادی با «اسپیس ایکس» مسئولیت پرتاب و استقرار دو بخش اساسی از ایستگاه «دروازه ماه» شامل «پایگاه نگهداری و تدارکات» (HALO) و «بخش نیرو و پیشرانه» (PPE) را به این شرکت واگذار کرد.

براساس اعلام ناسا، شرکت اسپیس ایکس برای این انتقال از موشک «فالکون هوی» (Falcon Heavy) استفاده خواهد کرد تا بتواند تجهیزات مربوطه را به ایستگاه دروازه قمری منتقل کند. در حال حاضر PPE و HALO روی زمین مونتاژ می‌شوند و انتظار می‌رود ماه مه ۲۰۲۴ کار مونتاژ آنها در زمین به پایان برسد.

بین سال‌های ۲۰۲۴ تا ۲۰۲۸ ناسا قصد دارد ماژول «سکونتگاه بین‌المللی گیت‌وی» (I-HAB)، سیستم اروپایی ارائه‌دهنده سوخت‌رسانی، زیرساخت و ارتباطات (ESPRIT) و احتمالا ماژول های بیشتری را به دروازه اضافه کند.

اما در این بین «ترابری فضایی عمیق» یا (DST) که از آن به عنوان «وسیله نقلیه حمل و نقل مریخ» نیز نام برده می‌شود،‌ تصوری کلی از فضای بین سیاره‌ای ارائه می‌دهد که توسط ناسا برای پشتیبانی از ماموریت‌های کاوش علمی به مریخ تا ۱۰۰۰ روز است.

این کپسول دارای دو عنصر بوده که یکی از آنها کپسول اوریون و دیگری ماژول مسکونی پیشرانه است. تا اواخر ۲۰۱۹، DST هنوز در حد مطالعه اولیه و مفهومی مطرح شده بود و حتی ناسا آن را به صورت رسمی در بودجه سالانه دولت فدرال ایالات متحده پیشنهاد نکرد. رفت و برگشت ترابر DST با استفاده از ایستگاه فضایی دروازه ماه صورت می‌گیرد تا برای ماموریت جدید مریخ از آن استفاده مجدد شود. این ترابر تا اوایل دهه ۲۰۳۰ به دروازه (Gateway) اضافه می‌شود. طراحی DST مستلزم توسعه فضاپیمای قابل استفاده مجدد است که متکی به پیشرانه خورشیدی-الکتریکی (SEP) است و دارای ماژول کرو است که می‌تواند فضانوردان را در سفر شش تا نه ماهه به مریخ پشتیبانی کند یا می‌تواند با فضاپیمای اوریون همگام شود.

ترابر DST فضانوردان را از مدار ماه به مریخ پرواز می‌دهد. اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، ناسا اولین ماموریت‌های اکتشافی انسان را در مریخ قبل از پایان دهه ۲۰۳۰ انجام خواهد داد.

آژانس فضایی دولتی روسیه، «Roscosmos» و آژانس فضایی ملی چین (CNSA) برنامه‌های مشابهی را برای ارسال به مریخ از طریق ماه دنبال می‌کنند. در حالی که هنوز جزئیات زیادی از این برنامه‌‌ها در دست نیست، اما Roscosmos اعلام کرده که چنین ماموریتی احتمالا در بازه زمانی ۲۰۴۰-۲۰۴۵ انجام می‌شود.

در همین حال ، چین تاکید می‌کند که قصد دارد ماموریت‌های رباتیک را تا دهه ۲۰۳۰ به مریخ بفرستد و پس از آن اولین مأموریت‌های سرنشین‌دار بین سال‌های ۲۰۴۰ تا ۲۰۶۰ را به انجام برساند. هر دو آژانس فضایی بین ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۱ تمرینات آموزشی- شبیه‌سازی Mars500 را انجام داده‌اند تا ببینند فضانوردان چگونه عمل می‌کنند.

ایلان ماسک همچنین در مورد برنامه‌های خود برای انتقال انسان به مریخ در دهه ۲۰۲۰ بسیار صریح صحبت کرده است. به همین منظور وی شرکت اسپیس ایکس را در سال ۲۰۰۱ تاسیس کرد و در محقق ساختن این رویا گام برداشت.

هنگامی که استارشیپ برای پروازهای فضایی تجاری و انسانی تایید شد، ماسک قصد داشت پرتاب منظم به ماه و مریخ را دنبال کند. ایلان ماسک قبلا نشان داده بود که اسپیس ایکس اهدافی بزرگی را دنبال می‌کند و مریخ را هدف قرار داده است.

ماموریت‌های فضایی اسپیس ایکس منابع آبی، نیرو،‌ معدن و سیستم‌های پشتیبانی برای زندگی روی مریخ را جستجو می‌کنند. اولین ماموریت سرنشین‌دار تا سال ۲۰۲۴ انجام می‌شود و دو فضاپیمای استارشیپ قرار است تجهیزات و ملزومات لازم را حمل کنند.

ماموریت‌های بعدی هر دو سال یکبار به صورت دوره‌ای انجام می‌شوند. با توجه به اینکه زمین و مریخ از نظر مداری خود به دور خورشید به یکدیگر نزدیک هستند. در نتیجه این جدول زمانی کمی خوش‌بینانه است. با این وجود ایلان ماسک معتقد است که استارشیپ می‌تواند در این دهه به صورت منظم به مریخ سفر کند.

براساس برآوردهای انجام شده، ماموریت دیده‌بانی تا سال ۲۰۲۴ و ماموریت سرنشین‌دار تا سال ۲۰۲۶ انجام می‌شود. در ژانویه ۲۰۲۰، ایلان ماسک نشان داد که هدف بلندمدت اسپیس ایکس ساخت ۱۰۰ فضاپیما در سال برای مدت ۱۰ سال و ایجاد ناوگان فضایی شامل ۱۰۰۰ فضاپیما است. این ناوگان فضایی ۱۰۰ مگاتن بار را هر دو سال به مریخ یا ۱۰۰,۰۰۰ نفر می‌رساند.

پس از ۲۰ سال، ماسک ادعا می‌کند که می‌توان شهری پایدار در مریخ ایجاد کرد و امیدوار است تا سال ۲۰۵۰ جمعیت آن به یک میلیون نفر برسد. این شهر و سایر شهرک‌های فضایی احتمالی می‌تواند منجر به رونق اقتصاد مریخ شود که احتمالا با رمزارز اختصاصی اقتصاد آن در گردش خواهد بود.

با وجود زیرساخت‌های لازم مانند ایستگاه‌های مداری و سوخت‌گیری،‌ پروازهای منظم امکان پذیر خواهد بود.  همه اینها در نهایت می‌تواند باعث به رسمیت شناختن مریخ به عنوان سیاره‌ای آزاد و دارای نمایندگی در سازمان ملل متحد یا یک دولت خودمختار می‌شود.

شبکه حمل و نقل بین سیاره‌ای

همان‌طور که سیستم حمل و نقل روی کره زمین متحول می‌شود، همین موضوع در مورد پروازهای فضایی نیز صادق است و دستخوش تغییر و تحول خواهد شد. می‌توانیم انتظار داشته باشیم تا سال ۲۰۵۰ رویاهای زیادی در مورد سفر به فضا به واقعیت تبدیل شوند. این موضوع با ظهور راکت‌های جدید تا اواسط دهه ۲۰۳۰ تسهیل می‌شود که می‌تواند نقش موثری در پروازهای هوایی به دنبال داشته باشد. زمان سفر به مریخ فقط ۹۰ روز طول می‌کشد.

راکتورهای هسته‌ای به عنوان وسیله احتمالی پیشرانش در طول دوران جنگ سرد مورد بررسی و آزمایش قرار گرفتند. یک نمونه از نتایج این آزمایش، موتورهای هسته‌ای برای استفاده در خودروهای موشکی (NERVA) بودند که به صورت مشترک توسط ناسا و کمیسیون انرژی اتمی (AEC) توسعه یافت. به عنوان بخشی از پروژه روور، NERVA یکی از مواردی است که بین سال‌های ۱۹۶۱ تا ۱۹۷۳ مورد آزمایش قرار گرفت.

متاسفانه این برنامه در سال ۱۹۷۳ قبل از انجام هرگونه پرواز آزمایشی لغو شد. در سال‌های اخیر، با توجه مجدد به ماموریت‌هایی که فراتر از LEO هستند‌، آژانس‌های فضایی در سراسر جهان نگاه جدیدی به این سیستم‌ها انداخته و روی نسخه‌های به روز شده کار می‌‌کنند.

همچنین اشکال مختلف این سیستم‌ها اعم از سیستم کلی پیشرانه هسته‌ای-حرارتی یا هسته‌ای-الکتریکی (NEP/NEC) مورد توجه قرار می‌گیرند. راکتور شکافت برای گرم کردن سوخت هیدروژن استفاده می‌شود و پلاسما حاصل از طریق نازل‌ها جهت تولید نیروی محرکه هدایت می‌شود.

راکتور هسته‌ای، الکتریسیته تولید می‌کند که برای تغذیه موتور مورد استفاده قرار می‌گیرد که در ماموریت‌های پیشنهادی ناسا به مریخ قابل ملاحظه خواهد بود.

با چنین رویکردهایی انتظار می‌رود که برنامه‌های تجاری‌سازی و صنعتی شدن در حوزه فضا بیش از پیش مورد توجه قرار بگیرند. در حالی که بعید است مریخ تا سال ۲۰۵۰ به یک مرکز تجاری بزرگ تبدیل شود، اما کاملا محتمل است که پایه‌های اصلی این حرکت تا آن زمان بنا نهاده شود تا در آینده‌ محقق شود.

فراتر از مرزهای موجود

آیا روزی شاهد ایجاد شهرک‌های فضایی خواهیم بود؟ این رویا چه زمانی به تحقق خواهد رسید؟ به نظر می‌رسد انسان بتواند فراتر از مرزهای موجود حرکت کند تا رویای خود برای سفرهای فضایی و زندگی در سیاره‌ای دیگر را به صورت واقعی محقق سازد.

برخی می‌گویند شاید روزی برسد که افراد بسیاری در مریخ ساکن شوند و سازمان‌های غیردولتی بسیاری برای اعزام انسان‌ها به مریخ یا سایر سیاره‌ها وارد عمل شوند.

این شهرک‌های فضایی چه شکلی خواهند داشت و چه تفاوتی با شهرک‌های روی زمین دارند؟ آیا زندگی در آنها تجربه دلپذیری برای انسان به وجود می‌آورد یا شبیه به جایی که انسان احساس اسیر بودن خواهد کرد؟

در سال ۲۰۱۷ چشم‌اندازهای سفرهای فضایی و ایجاد چنین شهرک‌هایی برای سال ۲۰۵۰ مطرح شد. «والری یاکوولف»، اخترفیزیکدان اوکراینی توضیح داد که چرا زیستگاه ‌ای دوار در فضا بیش از بقیه ساختارها مورد توجه قرار دارند. وی می‌گوید طراحی ساختاری دوار برای شهرک‌های فضایی با شرایط زندگی در فضا سازگارتر است. هرچند وی در آن مقطع زمانی که چنین موضوعی را مطرح می‌کرد به تفاوت گرانش زمین و مریخ اشاره کرد و گفت امید آن می‌رود پیشرفت‌های پزشکی بتوانند از تخریب ماهیچه‌ها،‌ استخوان‌ها و کل ارگانیسم بدن به دلیل زندگی در فضا و تفاوت گرانش‌ جلوگیری کنند.

دانشمندان در تلاشند موانع زندگی در شهرک‌های فضایی را مرتفع سازند. جف بزوس معتقد است منظومه شمسی می‌تواند یک تریلیون انسان را در خود جای دهد و روزی فرا می‌رسد که ۱۰۰۰ نفر شبیه موتزارت و ۱۰۰۰ نفر شبیه به انیشتین خواهیم داشت. وی یادآور می‌شود که چنین تمدنی واقعا پویا خواهد بود.

زندگی در سیاره‌های دیگر می‌تواند رویایی دور از ذهن نباشد و حتی ممکن است روزی فرا برسد که انسان از منابع موجود در سایر سیاره‌های بتواند به خوبی استفاده کرده و آن را به خدمت بگیرد.

اکتشاف سیارک‌ها

ماموریت‌های متعددی برای کشف سیارک‌ها در منظومه شمسی طی دهه‌های آینده برنامه‌ریزی شده‌اند. کاوشگر «لوسی» (Lucy) قرار است در تاریخ ۱۶ اکتبر ۲۰۲۱ در سفری دوازده ساله با هدف مطالعه هفت سیارک مختلف به فضا پرتاب شود.

این سیارک‌ها یکی از قدیمی‌ترین اجرام منظومه شمسی هستند که بررسی آنها می‌تواند اطلاعات خوبی در اختیار قرار دهد. این ماموریت به افتخار کشف بقایای زن استرالوپیتکوس در اتیوپی در سال ۱۹۷۴ به این نام یعنی لوسی نامگذاری شده تا به مطالعه فسیل‌های تشکیل سیاره بپردازد.

در واقع می‌توان گفت که لوسی کاوشگر فضایی برنامه‌ریزی شده ناسا است که از ۵ تروجان مشتری دیدار می‌کند. تروجان‌ها سیارک‌هایی که با مشتری مدار مشترک دارند و به دور خورشید می‌گردند و در قسمت جلو یا عقب مشتری در یک کمربند اصلی قرار دارند.

ماموریت دیگر «سایکی» (Psyche) نام دارد که این ماموریت مدارگردی برنامه‌ریزی شده به مطالعه سیارک فلزی «سایکی ۱۶» منشا هسته‌های سیاره‌ای را کشف خواهد کرد. «لیندی الکینز-تانتون» از دانشگاه ایالتی آریزونا محقق اصلی این ماموریت است که آن را برای برنامه دیسکاوری ناسا پیشنهاد داده ‌است. آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) این پروژه را مدیریت می‌کند.

علاوه بر این، مطالعه این چنین مواردی می‌تواند نحوه عملکرد میدان‌های مغناطیسی سیاره‌ای را که کلیدی برای سکونت‌پذیری سیاره‌ها هستند، روشن کند. علاوه براین بحث‌های زیادی در مورد اینکه چگونه سایکی می‌تواند چشم انداز بسیار سودآوری برای استخراج از سیارک‌ها به دنبال داشته باشد، انجام شده است. سیارک‌ها می‌‌توانند حاوی مقادیر فراوانی آهن، نیکل و فلزات گرانبها، با ارزش تخمینی ۱۰ کوینتیلیون دلار (۱۰۸× ۱۰۱۸ دلار) باشند.

تا سال ۲۰۵۰، با ایجاد زیرساخت‌های کافی بین منظومه زمین-ماه و مریخ، به احتمال زیاد جستجوگران سیارک به دنبال کمربند اصلی هستند. در حالی که احتمالا معادن و عملیات صنعتی‌سازی سیارک‌ها تا آن زمان محقق نخواهد شد، اما می‌توان مطمئن بود که صنعت فضایی به سمت تجاری سازی بیشتر حرکت می‌‌کند.

کاوشگران جهان

قرار است تعدادی از ماموریت‌ها بین دهه ۲۰۳۰ تا ۲۰۵۰ انجام شوند که هدف آن جستجوی حیات در منظومه شمسی است. این ماموریت‌ها روی هدف یافتن اقیانوس متمرکز شده‌اند و قمرها و سیاره‌های منظومه شمسی را مورد بررسی قرار می‌دهند تا بتوانند  اقیانوس‌های آب گرم را در زیر سطوح یخی آنها کشف کنند.

تصور می‌شود برخی قمرها به دلیل گرانش قدرتمند سیارات خود در قسمت‌های داخلی، گرمایش جزر و مدی را تجربه کنند. گمان آن می‌رود که این امر منجر به فعالیت گرمابی شود که به اقیانوس‌ها اجازه می‌دهد در مرزهای هسته و گوشته وجود داشته باشند. همین فعالیت گرمابی نیز می‌تواند انرژی و عناصر شیمیایی لازم برای اشکال اساسی حیات را تامین کند.

علاوه بر این، ایجاد پوسیدگی در فضای داخلی برخی ماهواره‌ها می‌تواند به وجود چنین اقیانوس‌هایی اشاره داشته باشد. با فرض وجود نمک و آمونیاک کافی، تصور می‌شود که همه این قمرها ممکن است دارای اقیانوس‌هایی باشند که می‌تواند امیدبخش امکان حیات در آنها باشد.

در حال حاضر، بیشتر تحقیقات انجام شده در حوزه اختربیولوژیکی در منظومه شمسی روی مریخ متمرکز است که محتمل‌ترین مکان برای سکونت فراتر از مرزهای زمین محسوب می‌شود و گفته می‌شود احتمالا زمانی آب مایع روی سطح آن جریان داشته است. با این حال، بسیاری از افراد در جوامع علمی معتقدند که احتمال وجود حیات فرازمینی در داخل قمرها نیز وجود دارد.

در حال حاضر ناسا و آژانس فضایی اروپا (ESA) در نظر دارند ماموریت‌های رباتیک را برای کاوش برخی از این ماهواره‌ها دنبال کنند. کاوشگر قمر یخی اروپایی مشتری (JUICE) قرار است در ژوئن ۲۰۲۲ راه‌اندازی شود و تا اکتبر ۲۰۲۹ به اطراف مشتری می‌رسد. پس از آن Callisto ،Ganymede و Europa با تمرکز بر Ganymede وارد عمل می‌شوند.

اروپا کلیپر در واقع یک ماموریت بین سیاره‌ای است که توسط ناسا در حال توسعه بوده و شامل یک مدارگرد است. این مدارگرد برای ارسال در سال ۲۰۲۴ برنامه‌ریزی شده‌ است. اروپا کلیپر به منظور مطالعه قمر گالیله‌ای اروپا در حالی که در مدار اطراف سیاره مشتری قرار دارد، پروازهایی در سطح پایین در اطراف این قمر انجام خواهد داد.

مدارگرد اروپا کلیپر از محموله‌ای علمی متشکل از ۹ ابزار تشکیل شده و با کمک پیمانکارانی چون آزمایشگاه پیشرانش جت، APL، موسسه تحقیقات جنوب غربی، دانشگاه تگزاس در آستین، دانشگاه ایالتی آریزونا و دانشگاه کلرادو بولدر ساخته خواهد شد.

این مدارگرد قرار است تا ۱۰ اکتبر ۲۰۲۴ به فضا پرتاب شود و تا ۱۱ آوریل ۲۰۳۰ به نزدیکی قمر گالیله‌ای اروپا برسد. ماموریت کلیپر پس از رسیدن به آنجا، کسب اطلاعاتی در مورد ترکیب و تکامل ماه است. اهداف دیگر آن عبارتند از: بررسی فعالیت‌های توده‌ای برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد فضای داخلی و جستجوی مکان‌های احتمالی برای ماموریت فرود آینده.

از سوی دیگر Europa Lander میز ماموریتی را دنبال می‌کند که به طور جداگانه در سال ۲۰۲۷ آغاز می‌شود. این ماموریت تا اوایل دهه ۲۰۳۰ محقق می‌شود و یخ‌های سطحی اروپا و فعالیت توده‌های آن (و شاید نمونه‌ها) را بررسی می‌کند.

در مرحله بعد ماموریت Dragonfly، یک هواپیمای بدون سرنشین که تایتان را برای یافتن نشانه‌هایی از زندگی احتمالی کاوش می‌کند. این وسیله نقلیه به چهار روتور متصل است و از یک ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپ (RTG) تغذیه می‌کند. یک باتری هسته‌ای این به سنجاقک اجازه می‌دهد تا سطح و اتمسفر تیتان را مطالعه کند تا از محیط مرموز آن بیشتر بیاموزد.

این مأموریت در حال حاضر در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز (JHUAPL) در حال توسعه است و در ژوئن ۲۰۲۷ آغاز می‌شود و تا سال ۲۰۳۴ وارد تایتان می‌شود و تا سال ۲۰۳۶ روی سطح آن فرود می‌آید. اهداف این ماموریت شامل مطالعه دریاچه‌های متان تیتان، جو، محیط سطحی پربیوتیک غنی و شیمی آلی آن خواهد بود که می‌تواند نشانه‌های خوبی از زندگی باشد.

ناسا همچنین ایده انجام یک ماموریت اختربیولوژی در انسلادوس را مطرح کرده که می‌تواند دستاوردهای ماموریت کاسینی را پیگیری کند.

در سال 2018، ناسا با Breakthrough Initiatives (BI) توافقنامه‌ای را برای توسعه ماموریت موسوم به Breakthrough Enceladus امضا کرد. این ماموریت زمانی در دهه 2020 آغاز می‌شود و حدود یک دهه بعد به انسلادوس می‌رسد. در کنار سایر مفاهیم مربوط به ماموریت، قمرهای مشتری و زحل یک نقطه کانونی در جستجوی حیات فرازمینی در طول دهه ۲۰۳۰ خواهند بود.

این ماموریت‌ها می‌تواند منجر به کشف شواهد بسیاری از زندگی در خارج از زمین شوند یا ممکن است شواهد کافی برای نشان دادن نیاز به ماموریت‌های بلند پروازانه‌تر را فراهم کنند.

تا سال ۲۰۵۰ ممکن است به این نتیجه برسیم که زندگی می‌تواند بسیار عجیب‌تر از چیزی باشد که تصور می‌کنیم.

سفرهای بین ستاره‌ای

تا سال ۲۰۵۰ همچنین ممکن است اولین ماموریت‌های بین ستاره‌ای برای کشف نزدیکترین منظومه‌های ستاره‌ای به خورشید ما انجام شود. به احتمال زیاد، اولین ماموریت می‌تواند Breakthrough Starshot باشد که شامل ارسال فضاپیمای نانویی کوچکی به نام StarChip خواهد بود که بین دو انگشت جای می‌گیرد و به ۱۰ درصد سرعت نور دست خواهد یافت. StarChip به اندازه یک موبایل کوچک است و مجهز به سنسورهای کوچک بسیاری است.

ستاره‌شناسان قبل وجود دو سیاره فراخورشیدی را در اطراف سه گانه سیستم Proxima Centauri تایید کرده‌اند که یکی از آنها Proxima b است که به طور بالقوه قابل سکونت است. مطالعه اخیر توسط یک تیم بین‌المللی وابسته به BI نشان داد که آلفا قنطورس نیز می‌تواند سیاره‌ای به طور بالقوه قابل سکونت داشته باشد که به دور آن می چرخد ولی این موضوع هنوز تایید نشده است.

طبق اظهارات «یوری میلنر» بنیانگذار Breakthrough Initiatives در سال ۲۰۱۶، Starshot می‌تواند تا سال ۲۰۳۶ آماده راه‌اندازی شود. این بدان معناست که مردم زمین تا سال ۲۰۶۰ اولین تصاویر و داده‌های ماموریت را دریافت خواهند کرد. این داده‌ها می تواند شامل اولین نگاه نزدیک به یک سیاره قابل سکونت فراتر از زمین را به تصویر بکشد.

رصدخانه‌های جدید

در نوامبر ۲۰۲۱ تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) سرانجام به فضا پرتاب می‌شود. این رصدخانه فضایی نسل بعدی دارای بالاترین وضوح و حساسیت مادون قرمز نسبت به هر تلسکوپ فضایی تا به امروز است.

در سال ۲۰۲۲ نیز ESA قرار است Euclid یعنی جانشین رصدخانه گایا را پرتاب کند که اطلاعات دو میلیارد کهکشان را در ۱۰ میلیارد سال نوری فضا به دست می‌آورد و می‌تواند برای ایجاد یک نقشه سه بعدی از منطقه محلی جهان مورد استفاده قرار بگیرد تا سرنخ‌های حیات و نقش ماده تاریک و انرژی تاریک را در تکامل کیهانی ارائه دهد.

تلسکوپ فضایی Nancy Grace Roman Space Telescope یا تلسکوپ فضایی رومی (RST) قرار است در سال ۲۰۲۵ به فضا پرتاب شود. با حساسیت مشابه هابل، اما بیش از ۱۰۰ برابر قدرت نقشه‌برداری بالاتری را ارائه می‌دهد و ده‌ها هزار سیاره فراخورشیدی و بسیاری از اسرار کیهانی مشابه JWST را مورد بررسی قرار خواهد داد.

در سال 2026، ESA رصدخانه پلاتو یا گذر سیاره‌ها و نوسان‌های ستاره‌ها (PLATO) را راه‌اندازی می‌کند. PLATO با استفاده از مجموعه‌ای از تلسکوپ‌های کوچک، سریع و میدان وسیع، به جستجوی سیاره‌های فراخورشیدی پرداخته و جو آنها را مشخص می‌کند تا معلوم شود آیا آنها قابل سکونت هستند یا خیر. فراتر از این ماموریت‌ها، رصدخانه‌های نسل بعدی دیگری نیز برای دهه ۲۰۳۰ در نظر گرفته شده است.

برخی آنها شامل تلسکوپ فضایی Origins (OST) ناسا، تصویرگر سیاره قابل سکونت (HabEx) هستند که تاریخ پرتاب آن 2035 است. همچنین نقشه‌بردار اشعه ایکس Lynx X-ray Surveyor است که می‌تواند در سال ۲۰۳۶ پرتاب شود و سپس Large Ultraviolet/Optical/Infrared Surveyor (LUVOIR) در سال ۲۰۳۹ پرتاب خواهد شد.

ناسا و دیگر آژانس‌های فضایی نیز در تلاش برای ایجاد مجموعه‌ای از تلسکوپ‌های فضایی (ISA) در فضا هستند، جایی که اجزای جداگانه به مدار ارسال می‌شوند و در آنجا مونتاژ خواهند شد.  

البته بسیاری از رصدخانه‌های زمینی نیز وجود دارند که ظرف یک دهه آینده به بهره‌برداری می‌رسند. به عنوان مثال می‌توان به رصدخانه Vera C Rubin که قبلا به عنوان تلسکوپ بررسی بزرگ سینوپتیک (LSST) شناخته می‌شد اشاره کرد که اولین فعالیت خود را سال ۲۰۲۳-۲۰۲۲ انجام می‌رساند. این رصدخانه با استفاده از تلسکوپ پیمایشی Simonyi سه آینه ۲۷.۵ فوتی (۸.۴ متری)، هر چند شب یکبار از کل آسمان عکس می‌گیرد.

دیگر رصدخانه‌هایی که بزودی عملیاتی می‌شوند شامل تلسکوپ فوق العاده بزرگ (ELT) و تلسکوپ غول پیکر ماژلان (GMT) در شیلی است که قرار است تا ۲۰۲۵ و ۲۰۲۹ آماده شود. همچنین تلسکوپ سی متری (TMT) در هاوایی وجود دارد که انتظار می‌رود اولین تصاویر خود را تا سال ۲۰۲۷ جمع‌آوری کند.

این رصدخانه‌ها مجهز به اپتیک پیشرفته، تداخل سنج، کرونوگراف و اپتیک تطبیقی ​​خواهند بود. حساسیت و وضوح حاصله امکان بررسی تصویربرداری مستقیم از سیارات فراخورشیدی را فراهم می‌آورد و اطلاعاتی در مورد امکان حیات می‌دهد.

قبل از سال ۲۰۵۰، ESO به احتمال زیاد در برنامه‌های خود برای تلسکوپ بسیار بزرگ (OWL) تجدید نظر می‌کند  که دارای دیافراگم ۳۳۰ فوت (۱۰۰ متر) و حساسیت فراتر از هر تلسکوپ موجود است. در حوزه نجوم رادیویی، نیز پروژه‌های جدیدی به اجرا درخواهند آمد.

در سال ۲۰۱۸، «آزمایش نقشه‌برداری با شدت هیدروژن کانادا» (CHIME) رصد کیهان با صفحات بازتاب‌کننده سهمی شکل استوانه‌ای ۲۰ متری آغاز کرد. در سال ۲۰۲۰، تلسکوپ کروی پانصد متری دیافراگم چین (FAST) بزرگترین تلسکوپ رادیویی تک گشوده جهان نیز برای اولین بار به طور کامل کار کرد.

این تلسکوپ‌ها در سال‌ها و دهه‌های آینده با بررسی اسرار کیهانی مرتبط با هیدروژن خنثی‌، انفجارهای سریع رادیویی (FRB)، تپ اخترها و اختروش‌ها حضور موثری خواهند داشت و همچنین برای شبکه تداخل‌سنجی خطی بسیار طولانی (VLBI) و جستجوی مداوم برای اطلاعات فرازمینی (SETI) حیاتی کاربردی خواهند بود.

از حالا تا اواسط این قرن، برخی اتفاقات بسیار هیجان انگیز یا مورد انتظار در فضا رخ می‌دهد. آژانس‌های فضایی‌ با همکاری کنسرسیوم‌های فضایی خصوصی، زیرساخت‌های حیاتی بین زمین و ماه ایجاد می‌کنند و دسترسی اکتشافات انسانی را تا مریخ گسترش می‌دهند.

بخش خصوصی نیز در حوزه تجاری سازی مدار پایین زمین، سیستم زمین-ماه و ایجاد پایه و اساس اقتصاد قمری و شاید حتی مریخی ورود خوبی خواهد داشت و رشد خواهد کرد.

نسل بعدی تلسکوپ‌های فضایی و رصدخانه‌های زمینی بیشتری نسبت به گذشته خواهد داشت. ستاره شناسان و کیهان شناسان نظریه‌های خود را در مورد چگونگی تکامل کهکشان‌ها و ساختار کیهان به روز خواهند کرد و شاید نحوه پیدایش حیات در جهان ما را کشف کنند.

ده‌ها هزار سیاره فراخورشیدی جدید مورد مطالعه قرار می‌گیرند و اولین سیارات قابل سکونت تایید می‌شوند واحتمالا اولین شواهد زندگی فراتر از زمین را شاهد خواهیم بود.

در واقع می‌توان گفت فضا جایی است که هیجان انگیزترین تغییرات را طی در سه دهه آینده در آن خواهیم دید.