از رویاهای دیروز تا واقعیت‌های امروز

دانشمندان آینده‌نگر مدت‌ها پیش از آن‌که امکان سفرهای فضایی در محافل مهندسی مطرح شود، انسان‌ها را سوار بر سفینه‌های پیش رو خود کرده و به فضا و به ملاقات اقمار و سیارات دور دست و حتی ستاره‌های کهکشان‌های دیگر فرستاده‌اند. پیش از آن‌که فضانوردان آپولو 11 بر ماه فرود آیند، مردم مناظر فرود انسان بر ماه و کاوش در این قمر را بر پرده سینما و از دل خلاقیت آرتور سی کلارک و استنلی کوبریک در فیلم 2001، یک اودیسه فضایی دیدند.

محققان آینده‌نگر در داستان‌های علمی ـ تخیلی، مرزهای دانش را شکسته‌اند و از فناوری‌هایی سخن به میان می‌آورند که برای انسان کنونی شاید دهه‌ها و سده‌ها دورتر قرار داشته باشد. در حالی که فناوری‌های موجود ما هنوز برای سفر به نزدیک‌ترین همسایه‌های کیهانیمان ناکارآمد هستند، اما آینده‌نگرها راه‌هایی را برای سفرهای میان کهکشانی یافته‌اند، راه‌هایی که امروزه در دنیای تخیل قرار دارد، شاید روزی وارد دنیای واقعی ما شود.

آینده معلوم نیست چه چیزی برای ما به ارمغان خواهد آورد اما هرچه باشد باید گفت آینده‌نگر بزرگ دوران خود را به یاد داشته باشیم. آرتور سی کلارک زمانی گفته بود آنچه آینده رخ خواهد شگفت‌انگیزتر از هر ایده آینده‌نگرانه خواهد بود. به این ترتیب شاید روزی دنیای سفاین عجیب و غریب علمی ـ تخیلی‌ها رنگ واقعیت به خود بگیرد.

سفر به فضا راه طولانی و دور و درازی را طی کرده تا به وضعیت کنونی خود رسیده است.
امروز در حالی که سفر به مدار زمین امری عادی به شمار می‌رود و انسان توانسته تا ماه سفر کند و سفاین بدون سرنشینش را تا سیارات بیرونی منظومه شمسی برساند، اما هنوز راه درازی برای واقعیت بخشیدن به سفرهای بین ستاره‌ای در پیش دارد. البته باید توجه داشت که تاریخچه فضا تاریخ بسیار کوتاهی نه تنها نسبت به مدت زمان حضور ما بر این سیاره که حتی نسبت به مدت زمانی است که فناوری‌های مختلف را روی زمین توسعه داده‌ایم. تازه ‌اندکی بیش از نیم قرن از آغاز عصر فضا و زمانی که اسپوتنیک‌ـ1 در مدار زمین قرار گرفت، می‌گذرد و انسان هنوز راهی طولانی برای تحقق یافتن سفرهای دور و دراز انسانی
پیش رو دارد.

در زمان ما اوج وسایل نقلیه فضایی که می‌توانند انسان را به مدار زمین ببرند، شاتل‌های پیر فضایی هستند؛ شاتل‌هایی که از آنها به سیستم حمل و نقل فضایی یاد می‌شود و مردم آنها را با نام اتوبوس‌های فضایی می‌شناسند.

این فناوری برجسته اینک بیش از 3 دهه است که در خدمت مهندسان و دانشمندان بوده‌اند. شاتل‌های فضایی سهم اصلی را نه تنها در ساخت ایستگاه بین‌المللی فضایی ـ تنها جایی فراسوی زمین که می‌تواند میزبان اقامت طولانی انسان‌ها باشد ـ داشتند که بخش عمده‌ای از فضا پیماهای رصدی مانند تلسکوپ فضایی هابل و امثال آن را به مدار زمین بردند و آزمایش‌های فراوانی برای نشان دادن شرایط اقامت طولانی مدت در فضا انجام دادند.

این شاتل‌ها که امروز در مرز و آستانه بازنشستگی قرار گرفته‌اند تاکنون نهایت فناوری ما برای سفر انسان به فضا به شمار می‌روند. اگر با چنین فضاپیمایی بخواهید با حداکثر سرعتش به نزدیک‌ترین همسایه کیهانی خود، یعنی ستاره‌های منظومه قنظورس، سفر کنیم که تنها در فاصله 3‌/‌4 سال نوری از ما قرار دارند باید آذوقه زیادی برای خود بردارید.

بنابراین اگر سفر به ماه تنها چند روز به طول می‌کشید چنین سفری ده‌ها هزار سال طول خواهد کشید.

یعنی اگر همین امروز به سمت این همسایه دیوار به دیوار کیهانی خود حرکت کنید، زمانی که به این ستاره برسید به‌اندازه آغاز پیدایش نخستین دیوار نگاره‌های غارهای فرانسه تاکنون زمان سپری خواهد شد و کسی چه می‌داند در این مدت چه بلایی بر سر نژاد ما و سیار ما خواهد آمد.

اما آیا این به معنی محدودیت ابدی و دائمی ذهن در هزار توی مشکلات به ظاهر لاینحل علمی است؟ نه! نویسندگان علمی اندکی به تخیلشان اجاز پرواز می‌دهند و انبوهی از ایده‌های فانتزی را در این باره مطرح می‌کنند که برخی از آنها طی سال‌های بعد توسط دانشمندان به مرز واقعیت کشیده می‌شوند.

پیش از این‌که به برخی از مشخصات ایده‌های آینده‌نگرها در این زمینه بپردازیم بد نیست نمونه‌ای را به یاد بیاوریم که تا چندی پیش از همین ایده‌های علمی ـ تخیلی به شمار می‌رفت.

400 سال پیش یوهانس کپلر با رصد دنباله‌داری در آسمان و دیدن دنباله و گیسوی درخشان این دنباله دار به این فکر افتاد که آیا می‌شود در فضا از نوعی بادبان برای سفرهای فضایی استفاده کرد؟ آیا باد خورشیدی که باعث به وجود آمدن و شکل گرفتن دنباله و گیسوی دنباله دارها می‌شود می‌تواند نیرویی را به بادبانی بدهد تا آن را در اعماق ژرفای فضا پرواز دهد؟ نه تنها 400 سال پیش که تا همین چند دهه پیش این ایده در مرزهای دور علمی ـ تخیلی قرار می‌گرفت. چطور ممکن است در جایی که خلا حاکم است بادبان بر افراشت؟ چه نیرویی می‌خواهد محرک فضا پیما برای سفر خود باشد؟ اما امروز که این نوشته را می‌خوانید ایکاروس بادبان خود را برافراشته و در مدار زمین در حال آزمودن یکی از نخستین طرح‌های عملی این ایده است.

این ایده با روزی که کپلر آن را تصور می‌کرد تفاوت‌های زیادی کرده است، اما توانست از دل اندیشه‌های علمی ـ تخیلی سر بیرون بیاورد و قدم به دنیای علوم بگذارد. بادبان خورشیدی امروز ورقه بسیار نازکی از جنس نانو ذرات است که به طور مداوم تحت فشار ضربه‌های فوتون‌هایی قرار می‌گیرد که از خورشید به آن می‌رسد.

جالب اینجاست که این نیروی اندک چون به طور مداوم بر این بادبان وارد می‌شود می‌تواند در زمان طولانی پیشرانی عظیم تولید کند؛ پیشرانی که می‌تواند فضا پیمای صاحب بادبان را به سرعتی قابل مقایسه با سرعت نور برساند.

یکی از مشکلاتی که سفرهای دور و دراز و در مقیاس کهکشانی را با مشکل مواجه می‌کند محدودیتی است که یافته‌های اینشتین پیش روی مهندسان قرار داده است. براساس نظر فیزیکدان‌ها سرعت نور فارغ از ناظری که به آن می‌نگرد و در شرایط خلا همیشه ثابت و معادل 300 هزار کیلومتر بر ثانیه است. به این ترتیب حدنهایی برای سرعت وجود دارد. این حد نهایی و نفوذ ناپذیر مشکل بسیار جدی پیش روی مسافران فضاهای دور ایجاد می‌کند. سفر به نزدیک ترین همسایه زمین حتی با سرعتی نزدیک به سرعت نور 4 سال زمان می‌برد، بنابراین فقط سرک کشیدنی کوتاه به نزدیک‌ترین ستاره همسایه خورشید برای مسافری فرضی که با سرعت نور حرکت کند 8 سال زمان خواهد برد و این در حالی است که در مدت این سفر همین مدت برای ساکنان زمین سپری نخواهد شد.

بنابر قوانین نسبیت اگر سرعت حرکت شما به سرعت نور نزدیک شود زمان برای شما آرام‌تر می‌گذرد بدین ترتیب وقتی شما از این سفر 8 ساله باز گردید همسن‌های شما روی زمین بسیار پیرتر از شما خواهند بود، چون یک سال شما در فضا معادل چند دهه روی زمین گذشته است.

حال اگر قرار باشد به دیدن نخستین سیاره فراخورشیدی که احتمال حیات در آن وجود دارد برویم باید به جای 4 سال قریب به 50 سال در سفر باشیم، ولی در واقع شاید مقصد مورد نظر ما در فضایی بسیار دورتر از ما قرار گرفته باشد، شاید در آن سوی کهکشان خودمان.

وقتی به یاد بیاوریم که قطر کهکشان راه شیری 100 هزار سال نوری است به این نتیجه می‌رسیم که سفرهای اینچنینی حتی در صورت رسیدن به سرعت‌های نزدیک به نور عملا سفری یکطرفه خواهد بود.

تنها سفر از یک سوی کهکشان به سوی دیگر با سرعت نور 100 هزار سال به طول می‌انجامد و این یعنی اگر متوسط طول هر نسل انسان را 30 سال در نظر بگیریم، 3000 بیش از نسل انسان‌ها در راه خواهند بود تا به این هدف برسند.

این دیگر یک سفر اکتشافی نیست، بلکه باید سفری برای همیشه و در طول تاریخ باشد.

سفری که مسافرانش بومیان سفینه فضایی خواهند بود فاصله نسلی که به مقصد می‌رسد تا کسانی که سفر را آغاز کرده‌اند از فاصله نخستین انسان هوشمند روی سیاره ما تا امروز ما بیشتر خواهد بود.

به همین دلیل آنها سفینه خود را همه جهان می‌دانند و برای چنین سفری باید یک شهر فضایی به سفر برود و شاید هم اندکی بزرگ‌تر از آن شاید لازم باشد یک قمر کوچک با همه امکانات را به این سفر دائمی فرستاد. البته برای مسیرهای کمتر هم این مساله درست است. حتی برای سفر به مریخ در نزدیکی زمین دیگر نمی‌توان از سفینه‌ای مانند آپولو‌ها استفاده کرد.

مسافران آن باید 3 سال را در چنین سفری طی کنند و به همین دلیل باید همه شرایط زندگی برای آنها فراهم باشد. سفینه آنها باید از هر نظر خودکفا و مستقل باشد و چنین چیزی برای سفرهای طولانی‌تر بیشتر به چشم می‌خورد.

یکی از راه‌حل‌هایی که آینده‌نگرها برای چنین سفرهایی پیشنهاد می‌دهند امروزه هنوز دور از دست انسان قرار دارد. این ایده خواب مصنوعی برای مسافران این سفر است.

اگر قرار باشد گروه بزرگی از افراد را به سفری طولانی به سوی مقصدی در چند 100 سال یا چند 10 سال دورتر از ما قرار دارد بفرستیم چرا باید تمام خدمه که بخش عمده‌ای از آنها تازه وقتی به مقصد برسند کارشان آغاز می‌شود، بیدار و فعال باشند. ایده خواب مصنوعی یا خواب مغناطیسی یکی از راه حل‌های مطرح شده در این حوزه است. در این سیستم انسان به نوعی خواب مصنوعی می‌رود. در این فرآیند واکنش‌های حیاتی بدن تا حد آستانه مرگ کاهش می‌یابد و عملا گذر زمان برای انسان و فرآیند سالخوردگی رخ نمی‌دهد.

فضانورد بعد از ورود به سفینه به خواب می‌رود و پس از رسیدن به مقصد مثلا 50 سال بعد از ورود به سفینه بیدار می‌شود.

بدین ترتیب در تمام این مدت نه تنها منابع فضا پیما کمتر مصرف شده است که افراد عمر خود را بیهود نگذرانده‌اند. البته این ایده هنوز تا واقعیت فاصله دارد و اگر چه تحقیقات بسیاری در زمینه پزشکی در حال انجام است که ایده خواب مصنوعی و نوعی فریز کردن افراد را به واقعیت برساند اما تا زمانی که چنین چیزی واقعا رخ دهد مسیر طولانی در پیش وجود دارد.

به همین دلیل برخی از آینده‌نگرها که نه دوست دارند مسافرانشان ده‌ها و صدها سال در خواب باشند و از سوی دیگر نمی‌خواهند چند 10 نسل را در مسیری برای رسیدن به یک مقصد وقت صرف کنند سراغ پیچیدگی‌های فضا ـ زمان رفته‌اند.

ایده‌هایی که حتی در حوزه فیزیک نظری نیز بسیار جدید و پیشگامانه به شمار می‌رود. آنها بعد از این‌که متوجه شدند از نظر تئوری در فضا ـ زمان پیچ خوردگی‌هایی وجود دارد که می‌تواند در حکم میان بری در بین بخش‌های مختلف فضا ـ زمان به شمار آیند این ایده را توسعه داده و از آن به عنوان گذرگاه‌هایی در فضا زمان برای سفرهای دور و دراز کهکشانی استفاده کردند.

نمونه بارز این کاربرد را می‌توان در مجموعه جنگ‌های ستاره‌ای دید، جایی که در نقشه کهکشان تخیلی این داستان تونل‌ها یا بزرگراه‌های فضا ـ زمانی وجود دارد که با ورود به آنها فضا نوردان این جهان می‌توانستند سریع‌تر از سرعت نور و در چند دقیقه از یک سوی کهکشان به سوی دیگر آن پرواز کنند.

البته ایده استفاده از کرمچاله‌ها یا میانبرهای فضا ـ زمانی اگرچه فوق العاده جذاب به نظر می‌رسد، اما هنوز حتی تا درک نظری آن نیز راه طولانی در پیش داریم.

این ساختارهای ریاضیاتی در صورت وجود بشدت ناپایدار بوده و یکطرفه به شمار می‌روند و معلوم نیست انتهای دیگر آن از کجا سر در بیاورد به همین دلیل باید دنبال نوعی پایدار سازی برای چنین گذرگاه‌هایی گشت.

البته ایده‌های واقعی‌تری برای نزدیک شدن به سرعت‌های نزدیک نور وجود دارد.
غیر از بادبان فضایی که اکنون مراحل اولیه آزمایش‌های خود را می‌گذراند طرح پیشران‌های یونی نیز وجود دارد.

طرحی که در چند نمونه مورد آزمایش قرار گرفته است و دانشمندان امیدوارند بتوانند با توسعه و تکمیل آن راهی و میان‌بری برای سفرهای طولانی‌تر پیدا کنند و بتوانند نیرویی به دست آورند که فضاپیما به سرعت‌های بالا دست پیدا کند.

اما تخیل آینده‌نگرها فقط در رابطه با پیشران‌های فضاپیماها نبوده است. آنها برای آن‌که جهانی را که در تخیل خود خلق کرده‌اند دارای منطق درونی باشد باید به دقت به ابعاد فضاپیماهای خود نیز دقت می‌کرده‌اند.

اگر قرار است یک ناو جنگی فضایی با تمام امکاناتش محلی باشد که امپراتور فرضی یک امپراتوری کهکشانی را حمل می‌کند باید این فضا پیما از نظر تجهیزات و امکانات و اندازه با یک شاتل فضایی کوچک یا یک جنگنده تک نفره متفاوت باشد. به همین دلیل نویسندگان و طراحان داستان‌ها و فیلم‌های تخیلی سعی می‌کنند ابعاد فضا پیماهای خود را متناسب با واقعیت‌های داستانشان طراحی کنند.

برخی از معروف‌ترین سفینه‌های تخیلی طرح شده در این داستان‌ها حتی با کمک جلوه‌های ویژه تصویری ابعاد واقعی خود را بر پرده‌های سینما نشان نمی‌دهند. در این صفحه مقایسه چندنمونه از این سفینه‌ها را که با حفظ مقیاس ترسیم شده‌اند، می‌بینید.

آینده در پیش است. انسان در طول 50 سال توانسته است فضاپیماهای خود را تا مرزهای منظومه شمسی بفرستد با چنین شتاب و سرعتی پیش‌بینی آینده بسیار دشوار است و نمی‌تواند حتی یک دهه بعد را با دقت پیش‌بینی کرد، اما می‌توان حدس زد آنچه در راه است اگر انسان اندکی خردمند باشد بشدت هیجان‌انگیز و متفاوت از باورهای امروز ماست.

شاید روزی فرا برسد که در آینده‌ای نه چندان دور، ساختن سفینه‌هایی در ابعاد سفینه‌های علمی ـ تخیلی دور از ذهن نباشد. شاید خیلی زود فرزندان و نوادگان ما شاهد اعزام نخستین کاروان زمینیان به فراسوی زمین باشد و کسی چه می‌داند چه روزی و در کجا نخستین ملاقات میان ما و دیگران رخ خواهد داد؟ اما اگر انسان خردمند و عاقل باشد و بتواند خود را از خطرهای پیش رویش برهاند می‌توان مطمئن بود چنین روزهایی در پیش خواهند بود.

پوریا ناظمی