انسان در انديشه سفر ميان‌ستاره‌اي با ليزر و ضد ماده!

[Easy Bug]

در حالي كه كه سفرهاي ميان‌ستاره‌اي به عنوان يك رؤياي جذاب توسط محققان در حال بررسي است، يك ماموريت موسوم به ملاقات‌هاي ميان ستاره‌اي و ماموريت بازگشت با قابليت انجام در بازه‌هاي زماني مورد نظر دانشمندان، هنوز از توجه زيادي برخوردار نشده است.

به گزارش سرويس فناوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، سايت فاكس‌نيوز در تحليل خود به معرفي چالش‌هاي پيش‌ رو براي اين مقصود و ارائه طرحهايي براي ساده‌تر كردن دستيابي به ماموريت‌هاي ميان‌ستاره‌اي در طول عمر انسان پرداخته است.


ماموريت‌هاي ميان‌ستاره‌اي احتمالا شامل يك مرحله بالا رفتن ابتدايي و در پي آن يك مرحله سرازيري به سيستم ستاره‌اي مقصد خواهد بود.


گام بعدي شامل مرحله کاهش سرعت و قرار ملاقات گذاشتن خواهد بود كه با يك دوره جمع‌آوري داده علمي همراه مي‌شود.


در پايان يك مرحله بالا رفتن دوم با هدف بازگرداندن فضاپيما به منظومه شمسي و در پي آن سرازيري و كاهش سرعت در زمان ورود به منظومه شمسي است.


اين ماموريت مي‌تواند ارائه‌دهنده يك مقدمه براي يك ماموريت ميان‌ستاره‌اي سرنشين‌دار آينده باشد كه در اصل فضانوردان را به سلامت به زمين بازمي‌گرداند.


ماموريت‌هاي ميان‌ستاره‌اي براي مقاصدي مانند تحقيقات در مورد رابط ميان‌ستاره‌اي، مطالعات يك ستاره هدف، مطالعات علوم سياه‌اي از جمله قمرها و سيارك‌هاي بزرگ و مطالعات زيست‌اخترشناسي تمام سيارات قابل سكونت احتمالي مطرح شده‌اند.


اين طرحها اگرچه جالب است اما چالشهاي اساسي زيادي به دليل فاصله زياد در آنها وجود دارد. فضاپيماي وويجر 1 كه در سال 1977 به فضا پرتاب شد، دورترين وسيله ساخت دست بشر در فضا بوده كه با سرعت بيش از 16 ميليون كيلومتر بر ثانيه حركت مي‌كند. حتي با اين سرعت نيز دستيابي به نزديكترين ستاره به منظومه شمسي بيش از 70 هزار سال بطول خواهد انجاميد.


اخيرا ناسا شروع به ساخت پروژه كاوشگر خورشيدي « Solar Probe plus» كرده كه به بررسي خورشيد خواهد پرداخت.اين كاوشگر از طريق مجموعه‌اي از هفت كمك گرانشي با سياره ناهيد با سرعت خارق‌العاده 201 كيلومتر در ساعت دست خواهد يافت كه هفت برابر سرعت وويجر است.



اگرچه اين يك دستاورد بزرگ محسوب شده اما در حال حاضر هيچ فناوري رانشي وجود ندارد كه از قابليت پرواز به يك سيستم ستاره‌اي ديگر در بازه زماني مطابق با طول عمر انسان برخوردار باشد.


با نگاهي به برخي معادلات پروازهاي فضايي مي‌توان دريافت كه براي دستيابي به سرعتهاي لازم جهت سفر ميان‌ستاره‌اي به سرعت‌هايي در مرتبه سرعت نور و همچنين نسبت‌هاي جرم بزرگ و میزان جریان توده بزرگ نياز خواهد بود.


از آنجايي كه ضد ماده از بالاترين چگالی انرژی ممكن در پي نابودي همتاي ماده خود برخوردار است، براي ماموريتهاي ميان‌ستاره‌اي ايده‌آل محسوب مي‌شود. علاوه بر آن، واكنش بصورت همزمان اتفاق افتاده و از اين رو نيازي به هيچ سيستم راكتور پيچيده يا راننده‌هاي عظيم براي آغاز واكنش نيست.


يكي از ايده‌هاي ممكن براي سوخت‌گيري درجا كه در طرح ارائه‌شده توسط فاكس‌نيوز آمده، يك اثر كوانتومي موسوم به توليد جفت شوينگر است.


در تمام انرژيهاي بررسي‌شده تاكنون، جهان دقيقا به عنوان مجموعه‌اي از حوزه‌هاي كوانتومي تعريف شده است. هر حالت از خلا مانند يك نوسان‌ساز ساده هارمونيكي رفتار كرده و يكي از ويژگي‌هاي مكانيكي اين نوسان‌سازها اين است كه حالت پايه آنها به نمايش نوسانات در پي اصل عدم قطعيت هايزنبرگ مي‌پردازد.


در نتيجه خلاء آنگونه كه فيزيك كلاسيك به آموزش انسان پرداخته، عاري از ماده يا انرژي نبوده بلكه در عوض مملو از عرصه غني فعاليت كوانتومي است. مدت نه چندان زيادي از كشف ديراك در مورد وجود پوزيترونها بر اساس يك تعريف نسبيتي از الكترون، جوليان شوينگر، برنده نوبل فيزيك درزيافت كه يك ميدان الكتريكي با قدرت كافي مي‌تواند جفتهاي الكترون پوزيترون را از خود خلأ فضا ايجاد كند.


براي يك شدت ليزر بزرگتر از برخي از ميزانهاي اساسي، توليد جفت با يك تجزيه قطبش خلأ انجام مي‌شود. در حاليكه براي دستيابي به آن نياز زيادي به يك ميدان الكتريكي قوي است، پيشرفت‌هاي تجربي اخير اميدها را براي دستيابي به شدتهاي ميداني براي اين شدت ميداني بسيار مهم افزايش داده است.


در مفهوم VARIES، فضاپيماي شبيه به خودروهاي جنگ ستارگان با استفاده از منبع سوخت آنبرد خود به سوي سيستم ستاره‌اي مورد نظر سرعت خواهند گرفت. در سيستم مقصد، اين فضاپيما يك مدار ثايت نزديك به ستاره را فرض كرده و در پي آن صفحات خورشيدي عريض چند صد كيلومتر مربع باز شده و به جذب انرژي از ستاره خواهد پرداخت. نوراين ستاره به انرژي ليزر تبديل شده و سپس براي ساخت ضد ماده از خلأ فضا با مكانيزم توليد جفت شوينگر مورد استفاده قرار خواهد گرفت.


هنگامي كه ميزان كافي از ضدماده توليد و ذخيره شد، VARIES از سوخت كافي براي آغاز سفر بازگشت برخوردار خواهد بود.