آیا سفر میانستارهای با فناوری فعلی ممکن است؟
کمتر فرد علاقه‌مند به علمی وجود دارد که فیلم علمی-تخیلی میانستارهای (Interstellar) را ندیده باشد. فیلمی سرشار از موقعیت‌های دراماتیک که بر پایه‌ی سفر انسان به منظومه‌ای دوردست شکل گرفته است. رویای سفر به منظومه‌های دیگر سال‌هاست که در ذهن خیال‌پردازان وجود دارد و بارها پایش به فیلم‌های علمی تخیلی باز شده است. اما آیا سفر میانستارهای امری ممکن است و می‌توانیم در دوران حیات‌مان شاهدش باشیم؟
سفر میانستارهای از نظر قوانین فیزیکی ممکن است. هیچ قانون فیزیکی مبنی بر عدم امکان انجام چنین سفری وجود ندارد. با این حال دشواری‌های این سفر و فاصله‌های بسیار زیاد بین اجرام آسمانی کار را بسیار مشکل می‌کند.
سفر بشر به منظومه‌های دیگر یک طرف ماجراست. آن سوی دیگر کاوش‌های رباتیک به وسیله فضاپیماها است. در حال حاضر چند فضاپیما در حال خارج شدن از منظومه شمسی و ورود به فضای میانستارهای هستند. ماموریت‌های پایونیر (Pioneer) و افق‌های نو (New Horizons) اکنون در مسیر خارج شدن از منظومه شمسی قرار دارند و فضاپیماهای ویجر پیش از این مرزهای منظومه شمسی را پشت سر گذاشته‌اند.
طرحی گرافیکی از ملاقات فضاپیماهای افق‌های نو با اولتیما تولی، یکی از اجرام دوردست منظومه شمسی.
به این ترتیب قلمرو دست‌‌ساخته‌های بشر همین حالا نیز به فضای میانستارهای رسیده است. با این حال هیچ کدام از این فضاپیماها با سرعت مناسبی به سمت مقصد معینی نمی‌روند. چرا که ماموریت اصلی این فضاپیماها ملاقات با اجرام منظومه شمسی بوده است. سرعت هر کدام از این فضاپیماها ده‌ها هزار کیلومتر بر ساعت است. سرعتی که زیاد به نظر می‌رسد اما در مقایسه با فاصله‌ی بین ستاره‌ها بسیار ناچیز است. سفر با سرعت فضاپیماهای فعلی به پروکسیما قنطورس، نزدیک‌ترین ستاره به منظومه شمسی که حدود ۴ سال نوری از ما فاصله دارد، چیزی در حدود هشتاد هزار سال طول می‌کشد.
سرعت بالا؛ مسئله این است
برای انجام سفر میانستارهای بهره بردن از فضاپیمایی با سرعت بسیار زیاد مهم‌ترین مسئله است. سرعتی حداقل در حدود یک دهم سرعت نور. با چنین سرعتی می‌توان در طول چند دهه به پروکسیما قنطورس رسید. نکته‌ی دیگری که باید به آن توجه کرد محدودیت سرعت نور است. به عبارت دیگر زمانی که فضاپیما به مقصد برسد باید چند سال تا رسیدن داده‌های جمع‌آوری شده صبر کرد. با این وجود هم اگر بتوان به چنین سرعتی رسید سفر میانستارهای به ماموریتی معقول و ممکن تبدیل می‌شود.
اما رسیدن به چنین سرعتی نیازمند انرژی فراوانی است. یک راه این است که سوخت مورد نیاز را در فضاپیما جای داد. اما در این حالت اضافه شدن سوخت باعث افزایش جرم فضاپیما می‌شود که خود رسیدن به سرعت‌های بالا را با مشکل مواجه می‌کند.
یک راه دیگر انتقال انرژی به فضاپیما از بیرون است. یکی از ایده‌هایی که در این زمینه ارائه شده استفاده از لیزر است. استفاده از تابش لیزر در انتقال انرژی، به خصوص برای پیمودن فاصله‌های طولانی، می‌تواند کاربردی باشد.
این ایده پایه پروژه‌ی استارشات (Brackthrogh Starshot) است. پروژه‌ای که با هدف ارسال فضاپیما به پروکسیما قنطورس، نزدیک‌ترین ستاره به منظومه شمسی، در حال اجرا است. ستاره‌ای که سیاره‌ای فراخورشیدی نیز به دور آن قرار دارد. در این پروژه قرار است یک لیزر بسیار قدرتمند با توان صد گیگاوات ساخته شود. فضاپیما نیز در مدار زمین قرار می‌گیرد و به کمک تابش لیزر و استفاده از بادبان‌های نوری در فضا اوج می‌گیرد.
طرحی گرافیکی از سیاره پروکسیما b و ستاره پروکسیما قنطورس.
Credit: ESO/M. Kornmesser
اما ماجرا به این آسانی‌ها هم نیست. تا کنون هیچ لیزری با توان صد گیگاوات ساخته نشده است و چالش‌های فراوانی در این مسیر وجود دارد. از سوی دیگر فضاپیما برای آن که بتواند به کمک تابش لیزر سرعت لازم را بگیرد باید بسیار سبک باشد. و این در حالی است که هر فضاپیمایی باید حداقل مجموعه‌ای از تجهیزات علمی و ارتباطی را به همراه داشته باشد.
چالش بعدی ساخت بادبان نوری است. بادبان نوری باید به طور کامل بازتابنده نور باشد و حتی بخش کوچکی از نور را جذب نکند. چرا که در صورت جذب نور به جای تکانه گرما به فضاپیما منتقل می‌شود. و گرمای لیزری صد گیگاواتی معادل ذوب شدن فضاپیما است!
در صورت حل تمام این مشکلات هنوز هم چالش‌های دیگری پیش روی چنین فضاپیمایی وجود خواهد داشت. این فضاپیما باید به مدت حدود چهل سال در فضای میانستارهای حرکت کند. در سرعت‌های بالا حتی برخورد یک ذره‌ی شن به فضاپیما می‌تواند منجر به خسارات شدیدی شود.
چالش‌های فراوانی پیش روی سفر میانستارهای فضاپیمای استارشات وجود دارد. اما جدا از مسائل فنی ثبت نمایی نزدیک از سیاره فراخورشیدی پروکسیما b و ستاره پروکسیما قنطورس آن‌قدر جذاب است که ذهن هر انسان علاقه‌مند به علمی را با خود همراه می‌کند.
با این حال باید با نگاهی واقع‌گرایانه به مسئله نگاه کرد. آیا انجام این پروژه و توسعه تکنولوژی‌های مربوط به آن از توان فناوری فعلی بشر برمی‌آید؟ و آیا حاضریم هزینه‌های لازم برای امتحان کردن شانس‌مان را پرداخت کنیم؟
