چین می خواهد فضاپیمایی به طول یک کیلومتر بسازد؛ اما آیا ساخت چنین فضاپیمایی امکان پذیر است؟

سارا فیضی
سارا فیضی

نویسنده

چین در حال تحقیق و مطالعه روی چگونگی ساخت فضاپیماهای عظیم به طول 0.6 مایل (حدود ۱ کیلومتر) است. اما چنین ایده‌ای چقدر ممکن و شدنی است و استفاده از چنین سفینه فضایی عظیمی چه فایده ای خواهد داشت؟

این پروژه بخشی از فراخوان گسترده تری برای پیشنهادات پژوهشی از بنیاد ملی علوم طبیعی چین است، سازمانی که توسط وزارت علوم و فناوری این کشور اداره می شود. در یک طرح تحقیقاتی که در وب سایت همین بنیاد منتشر شده است، چنین سفینه های فضایی عظیمی به عنوان “تجهیزات استراتژیک اصلی هوافضا برای استفاده‌ی آتی از منابع فضایی، کاوش در اسرار جهان و زندگی طولانی مدت در مدار” توصیف شده است.

این بنیاد از دانشمندان می خواهد تا تحقیقاتی را در مورد روش های طراحی جدیدِ سبک وزن که می توانند مقدار متریالی را که باید در مدار قرار گیرد محدود کنند و همچنین درباره تکنیک های جدید برای مونتاژ ایمن چنین سازه‌های عظیمی در فضا انجام بدهند. در صورت تأمین بودجه، مطالعه روی امکان پذیر بودن این طرح به مدت پنج سال انجام می شود و بودجه آن 15 میلیون یوان (2.3 میلیون دالر) است.

این پروژه ممکن است علمی تخیلی به نظر برسد، اما تکنسین ارشد سابق ناسا، میسون پک، گفته است که این ایده جندان هم غیرممکن نیست و بیشتر چالش آن مربوط به مهندسی است تا علوم بنیادی.

پک، که اکنون استاد مهندسی هوافضا در دانشگاه کرنل است، به لایو ساینس گفت: “من فکر می کنم این طرح کاملا امکان پذیر است. من مشکلات را در این رابطه نه به عنوان موانع غیرقابل حل، بلکه به عنوان مشکلات مرتبط با مقیاس توصیف می کنم.”

به گفته پک، به دلیل هزینه زیاد پرتاب اجسام و مواد به فضا، بزرگ‌ترین مشکل هزینه‌ها خواهد بود. ساخت ایستگاه فضایی بین المللی (ISS)، که عرض آن 110 متر در عریض ترین نقطه است، تقریباً 100 میلیارد دالر هزینه داشته است، بنابراین ساختن چیزی 10 برابر بزرگ‌تر، فشار مالی زیادی را ایجاد خواهد کرد.

هرچند همه چیز بستگی به نوع ساختاری دارد که چینی‌ها برای ساختن این فضاپیما برنامه ریزی کرده اند. ISS مملو از تجهیزات است و برای اسکان انسان طراحی شده است و همین باعث افزایش قابل توجه جرم آن می شود. به گفته پک: “اگر صحبت در مورد چیزی باشد که فقط طولانی است و وزن زیادی ندارد، موضوع خیلی فرق می‌کند.”

تکنیک های ساخت و ساز همچنین می تواند هزینه ورود سفینه فضایی به فضا را کاهش دهد. رویکرد متداول، ساخت قطعات روی زمین و سپس مونتاژ آنها مانند لگو در مدار است، اما فناوری چاپ سه بعدی می تواند مواد اولیه جمع و جور را به اجزای ساختاری با ابعاد بسیار بزرگ‌تر در فضا تبدیل کند.

به گفته پک، یک گزینه جذاب‌تر تهیه مواد اولیه از ماه است، که گرانش آن در مقایسه با زمین کم است، به این معنی که پرتاب مواد از سطح آن به فضا با بسیار آسان‌تر است. با این حال، این روش در ابتدا به زیرساخت‌هایی روی ماه نیاز دارد و بنابراین در کوتاه مدت گزینه مناسبی نیست.

سفینه بزرگ، مشکلات بزرگ

یک سازه با چنین ابعاد عظیمی با مشکلات منحصر به فردی نیز روبرو خواهد شد. بنا بر گفته‌ پک، هر زمان که یک فضاپیما تحت فشار قرار گیرد، چه از طریق مانور در مدار و چه از طریق اتصال با فضاپیماهای دیگر، این حرکت انرژی را به ساختار سفینه فضایی منتقل می کند و باعث ارتعاش و خم شدن آن می شود. او گفت، با چنین ساختار بزرگی، مدت زمان زیادی طول می کشد تا این ارتعاشات فروکش کنند، بنابراین به احتمال زیاد فضاپیما برای مقابله با این ارتعاشات به ضربه گیر یا کنترل فعال نیاز دارد.

به گفته پک، طراحان همچنین باید در مورد ارتفاع فضاپیما نیز تصمیم بگیرند. در ارتفاعات پایین، کشش از جو بیرونی باعث کاهش سرعت فضاپیما می شود و آنها را وادار می کند که دائماً خود را تقویت کنند تا به مدار پایدار برگردند. این مسئله در حال حاضر برای ISS یک مشکل است، اما پک خاطرنشان کرد، برای سازه بسیار بزرگتر که دارای کشش بیشتری است و نیاز به سوخت بیشتری دارد تا به جای خود بازگردد، این یک نگرانی عمده خواهد بود.

از طرف دیگر، مایکل لمبک، استاد هوافضا در دانشگاه ایلینوی گفت: شاید ساخت چنین سازه‌ای از نظر فنی ممکن به نظر برسد، اما به هیچ وجه شدنی نیست.

او به Live Science گفت: “مثل آن است که در مورد ساخت ستاره پیمای اینترپرایز صحبت کنیم. فکر کردن به آن فوق العاده و سرگرم کننده است، اما برای سطح فناوری فعلی چندان واقع بینانه به نظر نمی رسد.”

همچنین سوالاتی در مورد اینکه چنین فضاپیمای بزرگ برای چه منظوری استفاده می شود، وجود دارد. لمبک می‌گوید، امکانات احتمالی عبارتند از تاسیسات فضایی که از گرانش میکرو و نیروی فراوان خورشیدی برای ساختن محصولات با ارزش مانند نیمه رساناها و تجهیزات نوری استفاده می‌کنند یا سکونت‌گاه‌های طولانی مدت برای زندگی. اما هر دوی این موارد، هزینه‌های هنگفت نگهداری را به دنبال خواهند داشت.

به گفته پک، شاید امیدوارکننده ترین کاربرد برای چنین ساختار فضایی بزرگی، کاربرد علمی باشد. یک تلسکوپ فضایی در چنین مقیاسی می‌تواند ویژگی‌هایی را در سطح سیارات سایر منظومه‌های شمسی رصد کند و به این ترتیب که می تواند برای درک ما از سیارات فراخورشیدی و حیات احتمالی در جهان دگرگون کننده و بسیار موثر باشد.

14 / سنبله 1400
#