رؤى لقرون، وليس لعقود
هل يجب أن نسافر عبر الفضاء الخارجي؟ الجواب المريح هو لا. ومع ذلك، وبالنظر إلى كل ما يهددنا كبشرية وحضارة، فليس من الحكمة التخلي عن استكشاف الفضاء والرحلات المأهولة، وفي نهاية المطاف، البحث عن أماكن أخرى للعيش فيها غير الأرض.
وقبل بضعة أشهر، أعلنت وكالة ناسا مفصلة الخطة الوطنية لاستكشاف الفضاءلتحقيق الأهداف الطموحة المنصوص عليها في توجيهات سياسة الفضاء الصادرة عن الرئيس ترامب في ديسمبر 2017. وتشمل هذه الخطط الجريئة: التخطيط للهبوط على سطح القمر، ونشر البشر على المدى الطويل على القمر وحوله، وتعزيز القيادة الأمريكية في الفضاء، وتعزيز شركات الفضاء الخاصة. وتطوير طريقة لهبوط رواد الفضاء الأمريكيين بأمان على سطح المريخ.
ومع ذلك، فإن أي إعلانات بشأن تنفيذ جولات السير على المريخ بحلول عام 2030 - كما نشر في تقرير جديد لوكالة ناسا - مرنة للغاية وقابلة للتغيير إذا حدث شيء لم يلاحظه العلماء في الوقت الحالي. ولذلك، قبل تحديد ميزانية مهمة مأهولة، من المخطط، على سبيل المثال، أن تؤخذ النتائج في الاعتبار مهمة المريخ 2020حيث ستقوم مركبة أخرى بجمع وتحليل عينات من سطح الكوكب الأحمر،
ميناء فضائي قمري
سيتعين على جدول ناسا أن يتغلب على تحديات التمويل المعتادة في أي إدارة رئاسية أمريكية جديدة. يقوم مهندسو ناسا في مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا حاليًا بتجميع مركبة فضائية ستعيد البشر إلى القمر ثم إلى المريخ في السنوات القليلة المقبلة. يطلق عليه اسم أوريون، وهو يشبه إلى حد ما الكبسولة التي أخذها رواد فضاء أبولو إلى القمر منذ ما يقرب من أربعة عقود.
احتفالاً بالذكرى الستين لتأسيسها، تأمل وكالة ناسا أن تدور حول القمر مرة أخرى في عام 60، ومع رواد الفضاء على متنها مرة أخرى في عام 2020.
القمر يحظى بشعبية عامة مرة أخرى. في حين أن إدارة ترامب حددت منذ فترة طويلة طريق ناسا إلى المريخ، فإن الخطة تتمثل في البناء أولاً محطة فضائية تدور حول القمر، المعروف أيضًا باسم البوابة أو المنفذ، وهو هيكل مشابه لمحطة الفضاء الدولية ولكنه يخدم مهمات إلى سطح القمر وفي النهاية إلى المريخ. وهذا أيضا في الخطط قاعدة دائمة على قمرنا الطبيعي. حددت وكالة ناسا والإدارة الرئاسية هدفًا يتمثل في دعم بناء مركبة هبوط تجارية آلية بدون طيار على سطح القمر في موعد أقصاه عام 2020.
المركبة الفضائية أوريون تقترب من المحطة في مدار القمر - التصور
أعلن نائب الرئيس مايك بنس ذلك في أغسطس في مركز جونسون للفضاء في هيوستن. بنس هو رئيس المجلس الذي تم تجديده حديثًا المجلس الوطني للفضاء. تم تخصيص أكثر من نصف ميزانية ناسا المقترحة البالغة 19,9 مليار دولار للسنة المالية القادمة لاستكشاف القمر، ويبدو أن الكونجرس يستعد للموافقة على هذه الجهود.
وطلبت الوكالة أفكارًا وتصميمات لمحطة بوابة في مدار حول القمر. تتحدث الافتراضات عن رأس جسر للمسابير الفضائية، ومكررات الاتصالات، بالإضافة إلى قاعدة للتشغيل الآلي للأجهزة على سطح القمر. وقد قدمت شركات Lockheed Martin وBoeing وAirbus وBigelow Aerospace وSierra Nevada Corporation وOrbital ATK وNorthrop Grumman وNanoraks بالفعل مشاريعهم إلى وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية.
تتوقع ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية أنهما سيكونان على متن الطائرة ميناء فضائي قمري سيتمكن رواد الفضاء من البقاء هناك لمدة تصل إلى ستين يومًا تقريبًا. يجب أن تكون المنشأة مجهزة بغرف معادلة ضغط عالمية تسمح للطاقم بالسير في الفضاء ورسو المركبات الفضائية الخاصة المشاركة في مهام التعدين، بما في ذلك، كما ينبغي أن يكون مفهوما، المهام التجارية.
إن لم يكن الإشعاع، فهو انعدام الوزن القاتل
وحتى لو قمنا ببناء هذه البنية التحتية، فإن المشاكل ذاتها المرتبطة بالسفر لمسافات طويلة من قبل الناس في الفضاء لن تختفي بعد. لا يزال جنسنا البشري يتأقلم بشكل سيء مع ظروف الجاذبية الصغرى. آليات التوجيه المكاني يمكن أن تؤدي إلى مشاكل صحية كبيرة، وما إلى ذلك. مرض الفضاء.
كلما ابتعدنا عن الشرنقة الآمنة للغلاف الجوي والمجال المغناطيسي للأرض، كلما كان أكبر مشكلة الإشعاع - خطر الاصابة بالسرطان ينمو هناك مع كل يوم إضافي. إلى جانب السرطان، يمكن أن يسبب أيضًا إعتام عدسة العين وربما مرض الزهايمر. علاوة على ذلك، عندما تصطدم الجسيمات المشعة بذرات الألومنيوم في هياكل السفن، يتم إطلاق الجسيمات إلى إشعاع ثانوي.
سيكون الحل بلاستيك. فهي خفيفة وقوية ومليئة بذرات الهيدروجين التي لا تنتج نواتها الصغيرة الكثير من الإشعاع الثانوي. تقوم ناسا باختبار أنواع من البلاستيك يمكنها تقليل الإشعاع في المركبات الفضائية أو البدلات الفضائية. فكرة اخرى شاشات مضادة للإشعاععلى سبيل المثال، المغناطيسي، الذي يخلق بديلاً للمجال الذي يحمينا على الأرض. ويعمل علماء من الدرع الأوروبي للإشعاع فائق التوصيل للإشعاع الفضائي على موصل فائق يعتمد على ثنائي بوريد المغنيسيوم، والذي، من خلال إنشاء مجال مغناطيسي، سيعكس الجزيئات المشحونة من السفينة. يعمل الدرع عند -263 درجة مئوية، وهو ما لا يبدو مميزًا نظرًا لأن الفضاء بارد جدًا بالفعل.
أظهرت دراسة جديدة أن مستويات الإشعاع الشمسي ترتفع بنسبة 10% أسرع مما كان يعتقد سابقًا، وأن بيئة الإشعاع في الفضاء ستزداد سوءًا بمرور الوقت. أظهر تحليل حديث للبيانات الصادرة عن أداة CRaTER الموجودة على المركبة المدارية القمرية LRO أن البيئة الإشعاعية بين الأرض والشمس قد ساءت بمرور الوقت وأن رائد الفضاء غير المحمي يمكن أن يتلقى جرعات إشعاعية أكثر بنسبة 20٪ مما كان يعتقد سابقًا. ويشتبه العلماء في أن الكثير من هذا الخطر الإضافي يأتي من جزيئات الأشعة الكونية منخفضة الطاقة. ومع ذلك، فإنهم يشتبهون في أن هذه الـ 10% الإضافية يمكن أن تفرض قيودًا خطيرة على استكشاف الفضاء في المستقبل.
انعدام الوزن يدمر الجسم. ومن بين أمور أخرى، يؤدي هذا إلى عدم قدرة بعض الخلايا المناعية على القيام بعملها وموت خلايا الدم الحمراء. كما أنه يسبب حصوات الكلى ويضعف القلب. يعاني رواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية من ضعف العضلات وتدهور القلب والأوعية الدموية وفقدان العظام الذي يستمر لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات يوميًا. ومع ذلك، فإنهم ما زالوا يفقدون كتلة العظام أثناء وجودهم على متن الطائرة.
رائدة الفضاء سونيتا ويليامز خلال تمرين على محطة الفضاء الدولية
سيكون الحل الجاذبية الاصطناعية. في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، يقوم رائد الفضاء السابق لورانس يونغ باختبار جهاز طرد مركزي يشبه إلى حد ما الرؤية التي ظهرت في الفيلم. يستلقي الناس على جانبهم على منصة، ويدفعون هيكلًا بالقصور الذاتي يدور. الحل الواعد الآخر هو المشروع الكندي للضغط السلبي للجسم السفلي (LBNP). يقوم الجهاز نفسه بإنشاء ثقل حول خصر الشخص، مما يخلق شعورًا بالثقل في الجزء السفلي من الجسم.
من المخاطر الصحية الشائعة في محطة الفضاء الدولية هي الأجسام الصغيرة العائمة في الكبائن. أنها تؤثر على عيون رواد الفضاء وتسبب سحجات. ومع ذلك، هذه ليست أسوأ مشكلة للعيون في الفضاء الخارجي. انعدام الوزن يغير شكل مقلة العين ويؤثر عليها انخفاض الرؤية. وهذه مشكلة خطيرة لم يتم حلها بعد.
تصبح الصحة بشكل عام قضية معقدة على متن مركبة فضائية. إذا أصيبنا بالبرد على الأرض، فسوف نبقى في المنزل وهذا كل شيء. في بيئة مغلقة بإحكام ومليئة بالهواء المعاد تدويره والكثير من الأسطح المشتركة الملامسة، حيث يصعب تنظيفها بشكل صحيح، تبدو الأمور مختلفة تمامًا. خلال هذه الفترة، لا يعمل جهاز المناعة البشري بشكل جيد، لذلك يعزل المشاركون في المهمة أنفسهم قبل عدة أسابيع من المغادرة لحماية أنفسهم من المرض. لا نعرف بالضبط السبب، لكن البكتيريا أصبحت أكثر خطورة. وأيضًا، إذا عطست في الفضاء، فإن جميع القطرات تتطاير وتستمر في التحليق لمسافة أبعد. عندما يصاب شخص ما بالأنفلونزا، فإن جميع من على متن الطائرة سيصابون بها. والطريق إلى العيادة أو المستشفى طويل.
طاقم 48 بعثة على متن محطة الفضاء الدولية - حقائق الحياة على متن المركبة الفضائية
تم حل المشكلة الكبيرة التالية للسفر إلى الفضاء لا راحة الحياة. في الأساس، تتكون الرحلات الاستكشافية خارج كوكب الأرض من اجتياز فراغ لا نهائي في حاوية مغلقة يتم الاحتفاظ بها على قيد الحياة بواسطة طاقم من آلات معالجة الهواء والماء. هناك مساحة صغيرة هناك وتعيش في خوف دائم من الإشعاع والنيازك الدقيقة. إذا كنا بعيدين عن أي كوكب، فلا توجد مناظر في الخارج، فقط سواد الفضاء العميق.
يبحث العلماء عن أفكار حول كيفية إحياء هذه الرتابة المخيفة. واحد منهم هو الواقع الافتراضيحيث يمكن لرواد الفضاء قضاء أوقاتهم. "الشيء المعروف بطريقة أخرى، وإن كان باسم مختلف"، عن رواية ستانيسلاف ليم.
أرخص بالمصعد؟
السفر إلى الفضاء عبارة عن سلسلة لا نهاية لها من المواقف المتطرفة التي يتعرض لها الأشخاص والمعدات. من ناحية، مكافحة الجاذبية والحمولة الزائدة والإشعاع والغازات والسموم والمواد العدوانية. من ناحية أخرى، فإن التفريغ الكهروستاتيكي والغبار ودرجات الحرارة المتغيرة بسرعة موجودة على جانبي المقياس. بالإضافة إلى ذلك، كل هذه المتعة مكلفة للغاية.
اليوم نحتاج حوالي 20 ألف. دولار لإرسال كيلوغرام من الكتلة إلى مدار أرضي منخفض. وترتبط معظم هذه التكاليف بالتصميم والتشغيل. نظام التمهيد. تتطلب المهام المتكررة والطويلة الأجل كميات كبيرة من المواد الاستهلاكية والوقود وقطع الغيار والمواد الاستهلاكية. في الفضاء، يعد إصلاح النظام وصيانته أمرًا مكلفًا وصعبًا.
مصعد الفضاء - التصور
فكرة الإغاثة المالية هي، على الأقل جزئيا، مفهوم مصعد الفضاءربط نقطة محددة على الكرة الأرضية بمحطة وجهة تقع في مكان ما في الفضاء حول العالم. وتعد التجربة المستمرة التي يجريها العلماء في جامعة شيزوكا باليابان هي الأولى من نوعها على المستوى المجهري. في حدود المشروع قمر صناعي آلي مستقل مربوط بالفضاء (STARS) سيتم ربط قمرين صناعيين صغيرين من طراز STARS-ME بواسطة كابل طوله 10 أمتار يتحرك من خلاله جهاز آلي صغير. هذا نموذج مصغر أولي للرافعة الفضائية. إذا نجح، فيمكنه الانتقال إلى المرحلة التالية من مشروع المصعد الفضائي. ومن شأن إنشائها أن يقلل بشكل كبير من تكلفة نقل الأشخاص والأشياء من وإلى الفضاء.
عليك أيضًا أن تتذكر أنه لا يوجد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الفضاء وأن المساحة ضخمة ويصعب التنقل فيها. شبكة الفضاء السحيق - مجموعة من صفائف الهوائي في كاليفورنيا وأستراليا وإسبانيا - حتى الآن هذه هي أداة الملاحة الوحيدة خارج كوكب الأرض التي نمتلكها. كل شيء تقريبًا ، من الأقمار الصناعية للطلاب إلى مركبة الفضاء نيو هورايزونز التي تخترق حاليًا حزام كايبر ، تعتمد على هذا النظام. هذا واحد محمّل فوق طاقته ، وتدرس وكالة ناسا الحد من توافره للمهام الأقل خطورة.
وبطبيعة الحال، هناك أفكار لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) البديل للفضاء. شرع جوزيف جين، خبير الملاحة، في تطوير نظام مستقل يجمع صور الأهداف والأشياء القريبة، باستخدام مواقعها النسبية لتثليث إحداثيات المركبة الفضائية، دون الحاجة إلى التحكم الأرضي. باختصار، يطلق عليه نظام تحديد المواقع في الفضاء السحيق (DPS).
على الرغم من تفاؤل القادة وأصحاب الرؤى - من دونالد ترامب إلى إيلون ماسك - لا يزال العديد من الخبراء يعتقدون أن الاحتمال الحقيقي لاستعمار المريخ ليس عقودًا ، بل قرونًا. هناك تواريخ وخطط رسمية ، لكن العديد من الواقعيين يعترفون أنه سيكون من الجيد أن تطأ قدم الشخص الكوكب الأحمر حتى عام 2050. والبعثات المأهولة الأخرى هي محض خيال. بعد كل شيء ، بالإضافة إلى المشاكل المذكورة أعلاه ، من الضروري حل مشكلة أساسية أخرى - لا قيادة للسفر إلى الفضاء بسرعة حقيقية.
