برنامه چین برای ساخت فضاپیمای 1 و نیم کیلومتری چقدر ممکن است؟!

برنامه چین برای ساخت فضاپیمای 1 و نیم کیلومتری چقدر ممکن است؟!

بی دانلود: بنظر می رسد چین می خواهد یک فضاپیمای یک مایلی بسازد، اما آیا این ممکن است؟ برای ساختن یک فضاپیمای بزرگ چه چیزی لازم است؟


به گزارش بی دانلود به نقل از ایسنا، اگر کسی بداند چگونه یک ابرسازه بسازد، آن کشور چین خواهد بود.
با عنایت به این که دیوار بزرگ چین نمونه اولیه یک ابرسازه است، زمانی که مقامات دولت چین می گویند که دل شان می خواهد یک فضاپیمای یک مایلی را در مدار زمین مستقر کنند، احتمالاً باید این گفته را جدی بگیریم.
با این وجود، چین دقیقا چه چیزی را پیشنهاد می دهد و قصد انجام چه کاری را دارد؟ آنها چقدر به ساخت چنین فضاپیمایی نزدیک هستند؟ آیا چنین چیزی امکانپذیر است و چرا چین می خواهد چنین فضاپیمای بزرگی بسازد؟
در حالیکه این پیشنهاد هم اکنون یک تعهد اساسی از طرف دولت چین نیست، اما منعکس کننده جاه طلبی رو به رشد در اکتشافات فضایی این کشور است.
آنچه چین در پی آن است
برای شروع، باید به آنچه بنیاد ملی علوم طبیعی چین(NNSFC) در فراخوان رسمی خود برای طرح های تحقیقاتی درخواست می کند، نگاه نماییم.
به گزارش "ساوث چاینا مورنینگ پست"، در پیشنهاد بنیاد ملی علوم طبیعی چین آمده است که این فضاپیما، یک تجهیزات استراتژیک هوافضایی جهت استفاده آینده از منابع فضایی، اکتشاف اسرار جهان و ماندن طولانی مدت در مدار زمین است.
این پیشنهاد هم اکنون تنها شامل یک کمک مالی به مبلغ ۲.۳ میلیون دلار است، با این وجود این مبلغ به وضوح برای ساخت و یا حتی توسعه چنین فضاپیمایی کافی نیست.
در عوض، این پیشنهاد خواهان مطالعات اولیه در مورد آنچه که برای ساخت چنین فضاپیمایی نیاز است، شده است. در هر صورت، این یک پیشنهاد بسیار متفاوت از این است که بگوییم چینی ها واقعاً می خواهند ساخت چنین فضاپیمایی را شروع کنند.
به هر حال، فرستادن یک فضاپیما به فضا یک تلاش بزرگ است که تنها چند کشور موفق به انجام آن شده اند و همه این تلاش ها بسیار پرهزینه بوده اند.
چیزی که بنیاد ملی علوم چین در فراخوان پیشنهادات تحقیقاتی خود مطرح می کند، امکانپذیری حمل مواد و حتی بخش های کامل یک فضاپیما به صورت بخش به بخش و اصطلاحا ماژولار به مدار زمین است، جایی که میتوان آنرا مونتاژ کرد و به یک فضاپیمای تکمیل شده تبدیل کرد.
این کار با نحوه سرهم بندی ایستگاه های فضایی در گذشته مانند ایستگاه فضایی بین المللی و تلاشهای فعلی مانند ایستگاه فضایی "تیانگونگ" چین تفاوت چندانی ندارد.
باید دید که آیا این پیشنهادات در نهایت پایه و اساس ساخت یک فضاپیمای یک مایلی در مدار زمین را فراهم می کنند یا خیر و در واقع میتوان اظهار داشت که هدف چین از این طرح، یک نوع تمرین کردن است. اما کوشش برای ساخت چنین فضاپیمایی در فضا چقدر دور از ذهن است؟ در پاسخ باید اظهار داشت که آنقدرها هم که امکان دارد عجیب به نظر برسد، نیست.
ما آنچنان هم از یک فضاپیمای یک مایلی دور نیستیم
یک فضاپیمای یک مایلی بعنوان نقطه عطفی که می خواهیم به آن برسیم، به خودی خود از نظر مهندسی بعنوان یک ابرسازه در نظر گرفته می شود. برای ساخت یک فضاپیما به طول یک مایل چه چیزی لازم است؟ میتوان گفت در واقع انجام همان کاری است که قبلاً برای ساخت ایستگاه فضایی بین المللی انجام شده است، اما حدودا ۹ برابر.
ایستگاه فضایی بین المللی هم اکنون حدود ۱۰۹ متر طول و ۷۵ متر عرض دارد که تقریباً به اندازه یک زمین فوتبال آمریکایی است و مونتاژ آن ۱۰ سال و بیش از ۳۰ مأموریت به طول انجامید که شامل تلاشهای پنج آژانس فضایی مختلف به نمایندگی از ۱۵ کشور بوده است و حدود ۱۰۰ میلیارد دلار هزینه ساخت آن شد و بهره برداری از آن نیز حدود چهار میلیارد دلار در سال هزینه دارد.
مطمئناً این مبلغ زیادی است، حتی با وجود این که ایستگاه فضایی بین المللی در طول ۱۰ سال گسترش یافته است و این میزان از تلاش و هزینه برای ساخت یک دهم از چیزی که چین در سر دارد، قابل توجه بوده است. با استناد به این آمار، ساخت یک ایستگاه فضایی یک مایلی در فضا به بیشتر از ۳۰۰ مأموریت و حدود یک تریلیون دلار هزینه نیاز دارد.
این آرزوی بزرگی است، اما بزرگ ترین آرزوی انسان نیست. به هر حال، بشریت در مقطعی از زمان که هنوز یک ماهواره مصنوعی را در فضا قرار نداده بود، تنها بعد از ۱۲ سال از فرستادن یک ماهواره به مدار زمین، موفق شد یک انسان را بر روی کره ماه فرود بیاورد و این چالشی بود که قبلا هیچ گاه انجام نشده بود و هیچ کس مطمئن نبود که حتی قابل انجام باشد.
این در شرایطی است که ساخت سازه های بزرگ در مدار زمین، کاری است که ما قبلاً نیز چندین بار این کار را انجام داده ایم. ازاین رو ساخت یک فضاپیما به طول یک مایل آنقدرها هم دور از دسترس نیست. بعنوان مثال، "آپولو ۱۱" مجبور بود فناوری جدیدی اختراع کند و سیستم ها و فرآیندهای کاملاً جدیدی را برای هر مرحله از نحوه قرار دادن یک انسان بر روی ماه و بازگرداندن سالم آنها به زمین ارائه کند.
چین حالا فقط باید کاری را انجام دهد که قبلاً انجام شده و خودش نیز انجام داده است، اما باید آنرا بسیار کارآمدتر انجام دهد.
"میسون پک" استاد مهندسی هوافضا در دانشگاه "کرنل" و فناور ارشد سابق ناسا می گوید: من فکر می کنم این کار کاملاً امکان پذیر است. من مشکلات را در اینجا نه بعنوان موانع غیرقابل حل، بلکه بعنوان مشکلات مقیاسی توصیف می کنم.
باید بر چالش های خاص مهندسی غلبه کرد
در حالیکه شرایط ریزگرانش، در کاهش فشار روی سازه ها معجزه می کند، اما آنرا بطور کامل از بین نمی برد و هرچه فضاپیما بلندتر باشد، فشارهای بیشتری بر سازه ایجاد می شود که مستلزم توجه بیشتر است.
یکی از مثال هایی که میسون پک به آن اشاره می کند، ارتعاشات ناشی از مانور در سازه است که احتمالاً باید برای پیشگیری از برخورد با زباله های فضایی، کاری که ایستگاه فضایی بین المللی حالا بطور معمول انجام می دهد، انجام دهد.
کمک فنرها و جاذب های شوک و فشار و سیستم کنترل فعال امکان دارد برای مقابله با تنش ناشی از ارتعاشات روی سازه مورد نیاز باشد که بدون شک همه آنها به هزینه کلی سازه می افزایند.
ملاحظات دیگر شامل این است که فضاپیما در چه ارتفاعی در مدار کار می کند، برای اینکه هرچه از زمین دورتر می شوید، تشعشعات خورشیدی شدیدتر می شود. در این صورت بدیهی است که خطرات قابل توجهی برای خدمه انسانی به همراه خواهد داشت و این در شرایطی است که نوع موادی مانند سرب که می توانند در مقابل تشعشعات خورشیدی عایق باشند، بسیار سنگین هستند، ازاین رو به هیچ وجه برای حمل و نقل به مدار عملی نیستند.
موضوع دیگری که "پک" مطرح می کند، کشش این سازه از طرف جو زمین است. هر سازه ای که در مدار زمین می چرخد، توسط جو زمین کم کم کُند شده و به سمت پایین کشیده می شود. مقابله با این نیروی کششی مستلزم روشن شدن گاه به گاه رانشگرها برای حفظ یک مسیر مداری است.
با این وجود، حتی در فضا هم هنوز جرم نقش کاربردی دارد و سازه ای به طول یک مایل دارای مقدار باورنکردنی جرم است که این کار رانشگرها و پیشرانه ها را دشوار می کند و همین طور به سوخت زیادی نیاز خواهد بود.
امکان پذیر لزوما عملی نیست
همه این ها به این مفهوم است که چالش های مهندسی در راه ساخت یک فضاپیما به طول یک مایل در واقع از نظر مفهومی دشوار نیستند، اما مانند ساخت یک آسانسور فضایی، دانستن نحوه انجام یک کار با توانایی انجام آن کار دو چیز بسیار متفاوت می باشد.
"مایکل لمبک" استاد مهندسی هوافضا در دانشگاه "ایلینوی" می گوید: مثل این است که ما در مورد ساخت سفینه هایی که در فیلمهای علمی-تخیلی می بینیم، صحبت نماییم. فکر کردن به آن فوق العاده، احیانا امکان پذیر و سرگرم کننده است، اما با عنایت به سطح فناوری فعلی ما چندان واقع بینانه نیست.
تعیین این که آیا انجام چنین پروژه ای امکان پذیر است نیز بستگی زیادی به این دارد که این فضاپیما چه کاری انجام می دهد. اگر چین فقط به ساخت یک ایستگاه فضایی به طول یک مایل بجای یک سفینه فضایی واقعی علاقه مند باشد، همه چیز امکان پذیرتر می شود.
اما اگر چین بخواهد این فضاپیما فراتر از مدار نزدیک زمین حرکت نماید، این امر موجب می شود که ساخت آن حتی بیشتر از دسترس دور شود.
علاوه بر چالش های مطرح شده، استفاده از رانشگرها برای بازگرداندن چنین ایستگاه فضایی به یک مسیر مداری پایدار یک چیز است و حرکت دادن آن در فضا چیز دیگری است. نیروهای وارد شده می تواند قابل توجه باشد و زمانی که چیزی که می خواهید حرکت دهید یک مایل طول داشته باشد، چالش ها بیشتر می شود.
همین طور چالش نهایی، منابع است. ساخت یک فضاپیما به طول یک مایل، مستلزم مونتاژ مواد معدنی، فلزات، الکترونیک و سایر اجزای کشتی به طول یک مایل است.
یک فضاپیمای یک مایلی چه کاری می تواند انجام دهد؟
با عنایت به هزینه و تلاشی که انجام می شود، پاداش و کارکرد آن باید به اندازه کافی قابل توجه باشد تا هزینه آنرا توجیه کند.
با فرض ساختن یک فضاپیما به طول یک مایل چه می توانیم بکنیم؟ سفر میان ستاره ای واقعاً یک گزینه روی میز نیست، برای اینکه شتاب دادن به یک فضاپیما با چنین جرمی به سرعت کسری معقول از سرعت نور که برای سفر میان ستاره ای نیاز است، بطور تصاعدی گران تر از انجام این کار با یک فضاپیمای کوچک تر خواهد بود.
سفر میان سیاره ای اما دور از ذهن نیست، برای اینکه سفر طولانی به قمرهای مشتری یا زحل به فضای مناسبی به منظور زندگی مسافران نیاز دارد. اما باز هم یک فضاپیمای کوچک تر برای مأموریت هایی از این نوع، مقرون به صرفه تر خواهد بود.
بااینکه میتوان کاربردهای علمی دیگری برای یک ابرسازه با این اندازه در نظر داشت.
"پک" می گوید، احتمالاً جالب ترین کاربرد برای ابرسازه ای به طول یک مایل بعنوان سکویی برای تلسکوپ فضایی است که در این اندازه می تواند به اندازه کافی قدرتمند باشد تا جزییات قابل توجهی از سطح سیارات فراخورشیدی در همسایگی کهکشانی ما را رصد کند. چنین چیزی می تواند برای درک ما از سیارات فراخورشیدی و حیات بالقوه در کیهان دگرگون کننده باشد.




منبع:

1400/10/09
17:43:32
0.0 / 5
341
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۴ بعلاوه ۵