آیا می‌توان فضاپیمایی برای سفرهای میان‌ستاره‌ای ساخت؟
یک میلیاردر روسی به نام «یوری میلنر» جدیدا ایده‌ی خیلی عجیبی مطرح کرده است. او گفته که می‌خواهد برنامه‌ای را برای ساخت نوعی فضاپیما کلید بزند که می‌تواند فاصله‌ی ۴۰ تریلیون کیلومتری (حدود ۴ سال نوری) تا نزدیک‌ترین ستاره به خورشید ما را در عرض ۲۰ سال بپیماید. این فضاپیما با رسیدن به ستاره‌ی «پروکسیما قنطورس» می‌تواند منظومه و سیارات آن را مطالعه کند. نکته‌ی خیلی جالب این ایده، توانایی سفر میان ستاره‌ای نیست؛ بلکه نکته این‌جاست که این فضاپیمای پیشنهادی خیلی کوچک است و کمتر از یک گرم وزن دارد.
هرچند که این فضاپیمای مفهومی خیلی کوچک است، ولی دارای بادبانی چند متری است. این بادبان درست مثل کشتی‌های قدیمی، نیروی پیشران فضاپیما را تامین می‌کند. بدین ترتیب که وقتی فضاپیما به مدار زمین می‌رسد، بادبان باز و از زمین نور لیزرهایی بسیار قدرتمند به آن تابیده می‌شود. در عرض چند دقیقه فضاپیما با نیرویی برابر با ۶۰ هزار برابر شتاب گرانش زمین، شتاب می‌گیرد و به سرعتی معادل ۲۰ درصد سرعت نور می‌رسد. فضاپیما با این سرعت می‌تواند در عرض ۲۰ سال به منظومه‌ی ستاره‌ای آلفا قنطورس که نزدیک‌ترین به زمین است، برسد. میلنر می‌گوید: «اولین بار در طول تاریخ بشر است که می‌توانیم کاری بیش از رصد کردن ستاره‌ها انجام دهیم.»
میلنر ثروت خود را از طریق سرمایه‌گذاری در شرکت‌های فناوری اطلاعات موفقی مثل فیس‌بوک، توییتر، اسپاتیفای و گروپان بدست آورده است. ظاهرا که او علاقه‌ی خیلی زیادی به سرمایه‌گذاری در پروژه‌های عجیب و غریب علمی هم دارد. مثلا پارسال یک پروژه‌ی ۱۰۰ میلیون دلاری ۱۰ ساله را برای جستجو به دنبال حیات هوشمند فرازمینی آغاز کرد. پروژه‌ای که با استفاده از تلسکوپ‌های نوری و رادیویی انجام می‌شود.
پروژه‌ی جدید آقای میلنر، «برکترو استارشات» (Breakthrough Starshot) [حقیقتا معادل فارسی خوبی برای آن پیدا نکردیم] نام دارد. پروژه‌ای باز هم ۱۰۰ میلیون دلاری که قرار است نشان دهد می‌توان فضاپیماهای خیلی ریز و خیلی سبک را به ستاره‌های نزدیک ارسال کرد.
این فضاپیماهای کوچک کمتر از یک گرم وزن خواهند داشت.
«استیفن هاوکینگ» دانشمند مشهور انگلیسی که سابقه‌ی طرفداری از پروژه‌های علمی این میلیاردر روسی را دارد می‌گوید:
«ما می‌توانیم با استفاده از پرتوی نور، بادبان‌های نوری و همچنین کوچک‌ترین فضاپیمایی که تا به حال ساخته شده، طی یک نسل ماموریتی را روانه‌ی آلفا قنطورس کنیم.» استیفن هاوکینگ به همراه چند دانشمند سرشناس دیگر مثل «فریمن دایسون» از دانشگاه پرینستون، «اوی لوب» از دانشگاه MIT و «پیت وردن» مدیر پیشین مرکز پژوهشی ایمز ناسا به عنوان پشتیبان‌های علمی در این پروژه شرکت دارند.
این پروژه حتما به چالش‌های فنی بزرگی برخورد می‌کند ولی میلنر می‌گوید که این کار قرار است با فناوری موجود یا فناوری‌هایی که در آینده‌ی نزدیک بوجود می‌آیند، انجام شود. چالش اول، ساخت فضاپیمایی به این کوچکی است. او می‌گوید که سازندگان کنونی گوشی‌های همراه می‌توانند این کار را بکنند. قرار است چیپ خیلی کوچکی به نام «استارچیپ» (Starchip) ساخته شود که در حقیقت خود فضاپیما است. این چیپ دارای دوربین، پیشران فوتونی، منبع انرژی و ابزارهای ارتباطی و ناوبری است. گروهی که روی این پروژه کار می‌کنند می‌گویند امروز می‌توان چنین چیپی را با وزن تنها ۳۳۰ میلی‌گرم ساخت. تا سال ۲۰۳۰ می‌توان وزن آن را به ۲۲۰ میلی‌گرم کاهش داد. طبق ادعای میلنر، استارچیپ‌ها را می‌توان به تولید انبوه رساند در آن صورت قیمت هرکدام به اندازه‌ی یک آیفون می‌شود.
دومین چالش، مسئله‌ی نانوفناوری است. اینکه ماده‌ای خیلی سبک و نازک برای به کارگیری در بادبان‌های نوری بسازیم که قطر آن فقط چند صد اتم باشد. در این صورت می‌توانیم بادبان‌هایی چند متری بسازیم که فقط چند گرم وزن دارند.
سومین چالش به فناوری لیزر مربوط می‌شود. در حال حاضر لیزرهایی که برای این کار به اندازه‌ی کافی قدرتمند باشند، وجود ندارد. ولی طبق «قانون مور» که حساب کنیم، احتمالا در عرض چند دهه به فناوری آن‌ها می‌رسیم. ایده‌پردازان گروه فکر می‌کنند که آرایه‌ای یک کیلومتری از صدها یا هزاران لیزر قدرتمند در مجموع می‌تواند پرتوی لیزری به قدرت ۱۰۰ گیگاوات تولید کند. برای شتاب دادن به این فضاپیماهای کوچک کافیست که آرایه‌ی لیزری فقط برای چند دقیقه در روز کار کند. برق این آرایه می‌تواند از شبکه‌ی برق بدست آید ولی باید برای هر بار شلیک شدن صدها گیگاوات ساعت برق را ذخیره کرد. ذخیره‌ی آن می‌تواند در باتری یا نوع دیگری از فناوری‌های ذخیره‌سازی مثل «فلای ویل» انجام شود.
آرایه‌های لیزری از روی زمین پرتوی لیزر را به فضاپیما می‌تابانند تا به آن شتاب بدهند.
آرایه‌ی لیزری باید برای جبران اثرات تخریبی تلاطم جوی زمین، از اپتیک سازگار پیشرفته استفاده کند. بدین ترتیب اپتیک سازگار می‌تواند باعث شود که همیشه مطمئن باشیم پرتوی لیزر دقیقا به هدف برخورد می‌کند. وردن می‌گوید: «این اولین نوع پیشرانه‌ی جدید در قرن است.» او اضافه می‌کند که ممکن است تاباندن چنین پرتوهای لیزر قدرتمندی در آسمان مشکلات قانونی داشته باشد. ولی امیدوار است که بتوان این مسائل را هم حل کرد.
این ریز فضاپیماها در تعداد خیلی زیاد به سوی ستاره‌ی مقصد فرستاده می‌شوند و بنابراین اگر تعدادی از آن‌ها از دست رفتند مشکلی ایجاد نمی‌شود. فضاپیماهای مختلف مجهز به ابزارهای متفاوت می‌شوند تا بتوانند به کمک یکدیگر درباره‌ی سیارات پیرامون ستاره اطلاعاتی بدست آورند. سپس داده‌ها دوباره بوسیله‌ی نور لیزر به زمین باز می‌گردند. البته حرکت با سرعت ۲۰ درصد سرعت حرکت نور مشکلاتی هم دارد. مثلا وقتی فضاپیماها به آلفا قنطورس می‌رسند، در عرض یک ساعت از آن عبور می‌کنند. در این سرعت زیاد ممکن است فضاپیماها نتوانند تصویر خیلی خوبی از ستاره‌ها و سیاره‌ها بگیرند چرا که دید آن‌ها به دلیل قوانین توضیح داده شده در نظریه‌ی نسبیت خاص دچار اختلال می‌شود.
میلنر می‌گوید که اگر این پروژه به صورت مفهومی تایید شود، نیاز به سرمایه‌گذاری بیشتری بوجود خواهد آمد. شاید اجرای این پروژه به اندازه‌ی گذشت یک نسل زمان ببرد، ولی این اولین بار است که با جرئت می‌گوییم می‌تواند در این بازه‌ی زمانی اجرا شود.
منبع: ScienceMag
