آیا سفر میان ستاره ای واقعاً امکان پذیر است؟

آیا سفر میان ستاره ای واقعاً امکان پذیر است؟

سفر میان ستاره ای فانتزی هر بچه پنج ساله درونمان است. تم سریال ها وداستان های علمی را تشکیل میدهد، شما می توانید با جسارت تمام به جایی که کسی قبلاً نرفته به روشی واقعاً خارق العاده بروید.برای مطالعه کامل در رابطه با سفر میان ستاره ای تا انتهای مقاله با مجله آندرومدا مگ همراه باشید.

همانطور که با موشک ها و کاوشگرهای فضایی خود هرچه بیشتر پیشرفت می کنیم ، این سوال مطرح می شودکه: آیا می توانیم هرگز امیدوار باشیم که ستاره ها را استعمار کنیم؟ یا ، با محرومیت از این رویای دور ، آیا می توانیم حداقل کاوشگرهای فضایی را به سیارات بیگانه ارسال کنیم و به آنها اجازه دهیم آنچه را می بینند به ما بگویند؟

حقیقت این است که سفر و اکتشاف بین ستاره ای از نظر فنی امکان پذیر است. هیچ قانونی از فیزیک وجود ندارد که کاملاً آن را منع کند. اما این لزوماً این کار را آسان نمی کند و قطعاً به این معنی نیست که ما در طول زندگی خود به آن دست خواهیم یافت ، چه رسد به این قرن که در آن داریم زندگی میکنیم . سفر بین فضایی یک مسئله تامل برانگیز است.

سفر به فضا

اگر به اندازه کافی صبور باشید ، ما قبلاً به وضعیت اکتشاف بین ستاره ای رسیده ایم. ما چندین فضاپیما در مسیرهای گریز داریم، بدین معنی که آنها از منظومه شمسی خارج می شوند و دیگر هرگز برنخواهند گشت. مأموریت های پایونیر ناسا ، مأموریت های ویجر ، و اخیراً نیوهورایزن  همه سفرهای طولانی خود را به بیرون آغاز کرده اند. وویجر ها اکنون بخصوص در خارج از منظومه شمسی در نظر گرفته می شوند ، همانطور که به عنوان منطقه ای تعریف می شود که باد خورشیدی ناشی از خورشید است که جای خود را به ذرات و و پس زمینه های  کهکشانی می دهد.

ما کاوشگرهای فضایی بین ستاره ای داریم که هم اکنون در حال کار هستند. جز این که مشکل این است که آنها واقعاً سریع به جایی نمی رسند. هر یک از این کاوشگران بین ستاره ای با سرعت ده ها هزار در ساعت در سفر هستند که بسیار سریع به نظر می رسد. آنها در مسیر هیچ ستاره خاصی قرار ندارند ، زیرا مأموریت آنها برای کشف سیارات درون منظومه شمسی طراحی شده است. اما اگر هر یک از این فضاپیماها به نزدیکترین همسایه ما پروکسیما قنطورس ، که فقط 4 سال نوری از ما فاصله دارد ، می رفتند در حدود 80 هزار سال به آن می رسیدند.

من از شما چیزی نمی دانم ، اما فکر نمی کنم بودجه ناسا برای این نوع جدول زمانی بودجه داشته باشد. همچنین ، تا زمانی که این کاوشگرها به نیمه جالب توجهی برسند ، باتری های هسته ای آنها مدت زیادی از بین رفته است و فقط ذرات بی فایده ای از فلز هستند که از بین می روند. اگر نوعی موفقیت باشد ، نوعی موفقیت است: اینگونه نیست که نیاکان ما بتوانند دستاوردهایی از قبیل پرتاب ناخواسته تصادفی بین ستارگان را به دست آورند ، اما احتمالاً دقیقاً همان تصوری هم نیست که سفر فضایی بین ستاره ای داشته باشید.

مسابقه به خاطر سرعت

برای منطقی تر کردن پرواز فضایی بین ستاره ای ، یک کاوشگر باید خیلی سریع پیش برود. به حداقل سرعت یک دهم نور نیز برسد. با این سرعت ، فضاپیماها می توانستند طی چند دهه به پروکسیما قنطورس برسند و چند سال بعد تصاویر را در طول عمر انسان بفرستند. آیا واقعاً خیلی منطقی نیست که بخواهیم همان شخصی که مأموریت را شروع می کند آن را به پایان برساند؟

رفتن به این سرعت ها به انرژی فوق العاده ای نیاز دارد. یک گزینه این است که این انرژی را به عنوان سوخت روی فضاپیما نگه دارید. اما اگر اینگونه باشد ، سوخت اضافی به جرم اضافه می کند ، که باعث می شود سرعت آن در این سرعتها بیشتر شود. طرح ها و طرح هایی برای فضاپیماهای هسته ای ساخته شده است که سعی در تحقق این امر دارند ، اما مگر اینکه بخواهیم هزاران هزار بمب هسته ای را فقط برای قرار دادن داخل موشک شروع کنیم ، باید ایده های دیگری ارائه دهیم.

شاید یکی از امیدوار کننده ترین ایده ها ثابت نگه داشتن منبع انرژی فضاپیما و به نوعی انتقال آن انرژی به فضاپیما هنگام حرکت باشد. یکی از راه های انجام این کار لیزر است. تابش در انتقال انرژی از یک مکان به مکان دیگر به خصوص در فواصل وسیع فضا خوب است. سپس فضاپیما می تواند این انرژی را گرفته و خود را به جلو سوق دهد.

این ایده اساسی در پشت پروژه (Breakthrough Starshot) است که هدف آن طراحی یک سفینه فضایی است که قادر به رسیدن به نزدیکترین ستارگان ظرف چند دهه باشد. در ساده ترین طرح کلی این پروژه ، یک لیزر غول پیکر به اندازه 100 گیگاوات به یک فضاپیمای مدار زمین شلیک می کند. آن فضاپیما بادبان خورشیدی بزرگی دارد که به طرز باورنکردنی بازتاب دارد. لیزر از آن بادبان برگشت می یابد و به فضاپیما تحرک می بخشد و سرعتش را زیاد میکند. مسئله این است که لیزر 100 گیگاواتی فقط نیروی یک کوله ی سنگین را در پشتش  دارد. شما آن را اشتباه نخوانده اید. اگر بخواهیم این لیزر را به مدت 10 دقیقه به سمت فضاپیما شلیک کنیم ، برای رسیدن به سرعت یک دهم نور ، فضاپیما نمی تواند بیش از یک گرم وزن داشته باشد.

سفینه فضایی برای مورچه ها

این جایی است که وقتی می خواهیم فضاپیماها با سرعت لازم حرکت کنند ، لاستیک فضاپیمای ما  با جاده بین ستاره ای روبرو می شود. خود لیزر ، با قدرت 100 گیگاوات ، از هر لیزری که تاکنون با مقادیر زیادی قدر طراحی کرده ایم ، قدرتمندتر است. برای ایجاد مقیاس ،  این مانند 100 گیگاوات کل ظرفیت هر نیروگاه هسته ای است که در ایالات متحده کار می کند.

و فضاپیما ، که بیش از یک گیره کاغذی نباید جرم داشته باشد ، باید شامل یک دوربین، کامپیوتر، منبع تغذیه، مدار، پوسته ، آنتن برای برقراری ارتباط به خانه و چراغ باشد.

این بخش چراغی باید کاملاً بازتابنده باشد. اگر حتی کسر کوچکی از تابش لیزر ورودی را جذب کند ، آن انرژی را به جای تکانه به گرما تبدیل می کند. با 100 گیگاوات، این به معنای ذوب مستقیم است ، که به طور کلی برای فضاپیماها خوب نیست.

پس از شتاب گرفتن تا سرعت یک دهم نور ، سفر واقعی آغاز می شود. به مدت 40 سال ، این فضاپیمای کوچک باید در برابر آزمایشات و مشکلات فضای بین ستاره ای مقاومت کند. با سرعت بسیار زیاد تحت تأثیر دانه های گرد و غبار قرار می گیرد. و گرچه گرد و غبار بسیار ریز است . پرتوهای کیهانی که ذرات پر انرژی هستند و از خورشید گرفته تا ابرنواختر دوردست ساطع می شوند ، می توانند مدارهای ظریف داخل را خراب کنند. فضاپیما به محض آغاز سفر بی وقفه توسط این پرتوهای کیهانی بمباران خواهد شد.

آیا دستیابی به موفقیت Starshot امکان پذیر است؟ در اصل بله همانطور که در بالا گفتم ، هیچ قانونی از فیزیک وجود ندارد که مانع از واقعی شدن هر یک از این موارد شود. اما این کار استفاده از سطح فعلی فناوری (یا پیش بینی های معقول در آینده نزدیک فناوری ما) را آسان یا حتی محتمل یا قابل قبول یا حتی عملی نمی کند. آیا واقعاً می توانیم سفینه ای کوچک و سبک بسازیم؟ آیا واقعاً می توانیم لیزر را به این قدرتمند بسازیم؟ آیا مأموریتی مانند این در واقع می تواند از چالش های فضا های بزرگ و  عمیق دوام بیاورد؟