شلیک بار به فضا

جان هانتر ایده‌پرداز و محقق سرشناسی است که چندین سال پیش در آزمایش ملی لارنس لیورمور آمریکا پروژه جالب توجهی موسوم به لوله توپ ویژه پرتاب محموله‌های مختلف به مدارهای پایین فضایی را مطرح کرد. او بر این باور است که با استفاده از این ایده که اکنون و با گذشت سال‌های طولانی وارد مراحل عملی‌تر می‌شود می‌توان با هزینه‌ای در حدود یک‌دهم هزینه‌ای که برای آماده‌سازی و پرتاب راکت‌های باربر غیرسرنشین‌دار صرف می‌شود محموله‌های مختلف فضایی را به فضا پرتاب کرد. او اکنون مرحله‌ای جدید از ایده خود را آغاز کرده و در نظر دارد آن را به مرحله اجرا درآورد. بر این اساس وی لوله توپی به طول 1097 متر می‌سازد تا با استفاده از آن محموله‌های مختلف به مدار زمین پرتاب شود. البته او نسبت به عملی شدن ایده‌اش بسیار مصمم است. وی با تکیه بر مجموعه‌ای از محاسبات ریاضی به این نتیجه رسیده است که چنین ایده‌ای را می‌توان به واقعیت تبدیل کرد.

کد خبر: ۳۱۰۹۸۵

در حال حاضر انتقال محموله‌های مختلف به فضا به چند شیوه انجام می‌شود. استفاده از شاتل‌ها و کپسول‌های فضایی شیوه‌هایی هستند که به همراه انتقال فضانوردان به مدار زمین و ایستگاه فضایی بین‌المللی صورت می‌گیرد. اما استفاده از راکت‌های غیرسرنشین‌دار شیوه دیگری است که با هزینه‌ای به مراتب کمتر از استفاده از شاتل‌ها و کپسول‌های فضایی انجام می‌شود. اما آیا می‌توان گفت تحقق ایده جان هانتر هزینه چنین ماموریت‌هایی را به مراتب کاهش می‌دهد؟ نگاهی گذرا به آمار و ارقام موجود در زمینه هزینه‌ها می‌تواند در نتیجه‌گیری کمک کند.

در حال حاضر در هر بار پرتاب راکت‌های فضایی غیرسرنشین‌دار و به ازای هر نیم کیلوگرم بار بالغ بر 5 هزار دلار هزینه می‌شود اما با استفاده از لوله توپ فضایی این هزینه به 250 دلار به ازای هر نیم کیلوگرم بار کاهش پیدا می‌کند. جان هانتر از سال 1992 کار روی چنین پروژه‌ای را آغاز کرده است. وی به دنبال طراحی لوله توپ عظیمی است که با استفاده از آن بدون هیچ دغدغه‌ای محموله‌های مختلف را به نقاط تعیین شده در مدار زمین پرتاب کرد. او زمانی که در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور آمریکا به عنوان یک فیزیکدان مشغول فعالیت بود نخستین تلاش‌هایش را در این زمینه آغاز کرد. او در ابتدا لوله توپی به طول 129 متر طراحی کرد. فناوری ابتدایی وی متشکل از موتور مافوق صوتی بود که به پیستونی متفاوت مجهز بود. این پیستون با استفاده از گاز متان، گاز هیدروژن را فشرده می‌کرد تا در نهایت با استفاده از آن بتوان محموله‌ای را به فاصله‌ای بسیار دور پرتاب کرد. البته او در این تلاش بی‌سابقه شکست خورد. با این حال زمانی که شرکت تحقیقاتی وی موسوم به Quicklaunch در پاییز سال گذشته از تعویض پیستون با محفظه احتراق با قابلیت استفاده از گاز طبیعی خبر داد همگان متوجه فراهم شدن مقدمات تلاشی جالب‌توجه در زمینه توسعه اکتشافات فضایی شدند.

فلسفه نهفته در ایده جدید جان هانتر بسیار ساده است: اگر هیدروژن را در فضایی محدود حرارت دهیم به سطحی از فشار متراکم دست پیدا می‌کنیم که برای ارسال نیم تن محموله به آسمان آن هم با سرعتی بالغ بر 21 هزار کیلومتر بر ساعت کافی است. بدون شک این یک رقم خیره‌کننده است که باید آن را با سرعت‌هایی که پیش از این درخصوص تلاش‌های مشابه دیده شده است، متفاوت دانست. یکی از نکات جالب توجه درخصوص این ایده نوین به محل انجام آن باز می‌گردد؛ اقیانوس! جان هانتر در نظر دارد تا این لوله توپ را در بخشی از اقیانوس که در نزدیکی خط استوا قرار دارد آزمایش کند، جایی که چرخش به مراتب سریعتر زمین به پرتاب محموله‌ها به فضا کمک می‌کند. در این پروژه لوله توپ شناوری که حدود 487 متر در زیر سطح اقیانوس قرار دارد به وسیله استفاده از سیستمی مشابه سیستم کیسه‌های شن که در نقش لنگر عمل می‌کنند به حال ساکن در می‌آید. استفاده از لوله توپ در اقیانوس این امکان را برای دانشمندان فراهم می‌کند تا آن را برای پرتاب محموله‌های مختلف به مدارهای گوناگون به راحتی تنظیم کنند.

قرار است در ماه آینده نمونه پیش ساخته ایده اصلی جان هانتر به مرحله اجرا درآید. البته در این مدل خبری از لوله توپ چند صد متری و پرتاب اشیا به ارتفاع یا فاصله چند صد کیلومتری نیست. او در نظر دارد کار خود را با لوله توپی به طول کمی بیش از 3 متر آغاز کند. این لوله توپ در مخزن بزرگی از آب و به همان شیوه‌ای که در طرح نظری آن آمده قرار می‌گیرد.

او معتقد است سازه اصلی تا 7 سال دیگر و در همان ابعادی که سال‌ها مدنظر داشته آماده می‌شود. او برای این کار به سرمایه‌گذاری 500 میلیون دلاری نیاز دارد که با توجه به شرایط مالی فعلی حاکم بر جهان تهیه آن کمی دشوار به نظر می‌رسد. هزینه این پروژه بسیار بالاست و این حقیقتی است که جان هانتر نیز آن را قبول دارد اما او یک برگ برنده در دست دارد؛ سرمایه‌گذارانی که به طرح کلی این ایده علاقه‌مند شده و به بازدهی آن در طولانی مدت فکر می‌کنند.

او می‌گوید: توانسته‌ایم نظر برخی سرمایه‌گذاران را جلب کنیم و این مهم صرفا به دلیل قابلیت‌های جالب توجه این ایده فناورانه صورت گرفته است. وی ادامه می‌دهد: قابل استفاده بودن چندین و چند باره این فناوری نوین موجب می‌شود تا در طولانی مدت صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌ها صورت گیرد. البته شاید برخی تصور کنند برای پرتاب فضانورد به فضا نیز بتوان از این ایده فناورانه استفاده کرد اما چنین امکانی وجود ندارد! جان هانتر با خنده می‌گوید: اگر بخواهیم انسانی را به وسیله این دستگاه به فضا و مدارهای زمین پرتاب کنیم باید وی را به نصف حجمی که دارد فشرده سازیم که عملا چنین کاری امکانپذیر نیست!

مراحل پرتاب محموله به فضا با استفاده از لوله توپ

مرحله اول: در ابتدا هیدروژن در مخزن مخصوصی تا 2600 درجه فارنهایت حرارت داده می‌شود که در نتیجه فشار آن تا 500 برابر بیشتر می‌شود.

مرحله دوم: اپراتورها شیرها را باز می‌کنند و هیدروژن داغ و فشرده شده با سرعت تمام در طول لوله پخش می‌شود که در نتیجه محموله را به سمت جلو پرتاب می‌کند.

مرحله سوم: در مرحله آخر شاهد پرتاب محموله مورد نظر با سرعت 21 هزار کیلومتر بر ساعت هستیم. دستگاه کوچکی که در انتهای لوله توپ قرار دارد گاز هیدروژن را به دام انداخته تا بار دیگر نیز بتوان از آن استفاده کرد.

استقبال از ایده جان هانتر قابل توجه بوده است. او از جذب سرمایه‌گذارانی صحبت کرده است که راه را برای رسیدن به آرزوی چندین و چند ساله‌اش هموار می‌سازد. ماه آینده او نمونه پیش ساخته این فناورانه‌اش را آزمایش می‌کند و در صورت موفقیت به زودی کار ساخت دستگاه اصلی را آغاز خواهد کرد. از این رو شاید تا یک دهه آینده شاهد تکنیک جدیدی در زمینه ارسال محموله‌ها به فضا باشیم.