ایستگاه فضایی بین‌المللی در سال ۲۰۳۰ به چه شکلی خواهد بود؟
احتمالا شنیده‌اید که اخیرا ناسا ایستگاه فضایی بین‌الملی را برای ورود گردشگران فضایی، مجددا باز کرده‌است. این خبر که توجه همه رسانه‌ها را به خود جلب کرده‌است، ابعاد مختلفی دارد. البته همه به این بعد خبر نگاه می‌کنند که هرکسی در صورت توانایی مالی، می‌تواند با پرداخت شبی ۳۵ هزار دلار، اقامت در ایستگاه فضایی را تجربه کند. اما نکته مهم‌تری هم وجود دارد که کمتر به آن توجه می‌شود. این نکته، به تصویب رسیدن قوانین جدیدی هستند که براساس آن‌ها، موسسات غیرانتفاعی اجازه خواهند یافت تا به تحقیقات مداری خود در ایستگاه دولتی بپردازند.
خب. به نظر شما این تغییرات، چه تاثیری بر ایستگاه فضایی می‌گذارد؟ بیایید برای فهم تاثیر این تغییرات، نیم‌نگاهی به آینده ایستگاه فضایی بین‌المللی بیندازیم.
البته احتمالا اگر ده سال دیگر این مطلب را بخوانید، به آن بخندید. معمولا تصورات ما از آینده، یا بسیار پیشرفته‌تر از واقعیت است و یا پیش‌پا افتاده‌تر از آن. اما بیایید به ۵ تا ۱۰ سال آینده سفر کنیم. احتمالا بررسی تغییرات سفرهای فضایی، در سالهای آینده برای شما جالب خواهد بود. پس تا انتهای این نوشته با ما همراه باشید.
سال ۲۰۲۵؛ کارخانه فضایی
ایستگاه فضایی بین‌المللی، یکی از شگفت‌انگیزترین سازه‌های مهندسی دنیا، همچنان تحت مدیریت ناسا است. تلاش‌ها برای کاهش بودجه تعمیرات و نگه‌داری این ایستگاه فضایی تا کنون ناموفق بوده‌است. رقم ۴ میلیارد دلاری سالانه این ایستگاه، ایالات متحده را در به اهتزاز درآوردن پرچمش در مریخ ناکام گذاشته‌است. درصد بالایی از بودجه اختصاص یافته به امور هوافضا صرف ایستگاه فضایی می‌شود و به همین دلیل، عمر این ایستگاه به پایان خواهد رسید.
اما ناامید نباشید. مرگ ایستگاه فضایی بین‌المللی، مصادف است با جوانه زدن بذرهای صنایع جدید فضایی. همان زمان که ایستگاه فضایی بین‌المللی از حیات بایستد، ایده ساخت هتل فضایی در حال شکل‌گیری خواهدبود. قرار است ماژول اولیه هتل فضایی، به ایستگاه فضایی متصل شود. مهندسان ناسا، برای نصب طراحی اولیه این هتل با پرواز به ایستگاه فضایی سفر خواهند کرد. البته اتصال طراحی اولیه هتل به بدنه ایستگاه فضایی، به معنای وصل بودن دائمی آن نخواهد بود. این هتل در ادامه مسیر خود، به صورت کامل مستقل، گردش مداری انجام خواهد داد.
در این هتل فضایی، دو محفظه داخلی و خارجی طراحی شده‌است. هرکدام از این محفظه‌ها، برای گردشگران فضایی و دانشمندان طراحی شده‌اند. همچنین این هتل فضایی، پنجره‌های بزرگ و کیسه‌های خواب دونفره وجود خواهد داشت که برای یک ماه‌عسل مداری، ایده‌آل خواهند بود.
درون محوطه ایستگاه فضایی، که حالا تبدیل به هتل فضایی شده‌است، پذیرای میهمانان خود خواهد بود. قبلتر، این امکان مهیا نبود، اما از سال ۲۰۱۹ و با تغییر قوانین، این امکان مهیا شده‌است تا گردشگران ثروتمند فضایی، با صرف هزینه‌ای در حدود پنجاه میلیون دلار در هفته، میهمان این ایستگاه باشند.
البته به غیر از محفظه‌هایی که افراد ثروتمند میتوانند از آن‌ها برای تفریح در فضا استفاده کنند، محفظه های دیگری هم در این ایستگاه وجود خواهند داشت. این محفظه‌ها، محل تحقیقاتی است که سرنوشت بشر را در زمینه پزشکی و علوم سلولی، دگرگون خواهند کرد.
تحقیقاتی که در فضا انجام می‌شوند، تاثیرات مهمی بر زمین خواهند گذاشت. ساختارهای نوآورانه‌ای در فضا ابداع می‌شوند که امکان اکتشاف آن‌ها در زمین وجود ندارد.
یکی از این ابداعات مهم، ساختمان‌های مولکولی بزرگی هستند که از سلول‌های پروتئین تشکیل می‌شوند. این ساختمان پروتیئنی، بزرگترین کریستال پروتیئنی هستند که تاکنون ساخته شده‌اند. مطالعه مولکول‌های پروتئین به صورت جداگانه کار بسیار سختی است. چرا که این مولکول‌ها بسیار کوچک هستند. البته محققان هوشمند ما توانسته‌اند کریستال پروتیئن را ابداع کنند. این کریستال‌ها، دارای آرایه‌های رشدی هستند و میتوانند ساختار سلول‌های پروتئین را نشان دهند. اهمیت فهم ساختارهای رشد سلول‌های پروتیئن آنجایی مشخص می‌شود که بدانیم با فهم این ساختارها، می‌توان داروهای پروتئینی ساخت.
در این آزمایشگاه‌ها، پروژه های متعددی در حال اجرا است. از ساخت دارو برای بیماران پارکینسون تا ساخت پادزهر علیه سموم مختلف و همچنین توسعه روش‌های ایمونوتراپی برای درمان سرطان. این پروژه‌ها از سال ۲۰۱۹ و با آزادسازی تحقیقات علمی غیردولتی در ایستگاه‌های فضایی آغاز شده‌اند.
شرکت‌های فضایی محفظه‌های آزمایشگاهی را تجهیز کرده‌اند و آن‌ها را ارتقا داده‌اند. همچنین شرکت‌های تحقیقاتی به‌صورت مشترک، هزینه پروازهای داشنمندان به ایستگاه فضایی را تامین می‌کنند. تعدد پروازهای فضایی به ایستگاه بین‌المللی، باعث شده‌است که فرآیند پروازها تا حد زیادی به صورت اتوماتیک انجام شود. اما همچنان فضانوردان برای کسب صلاحیت پرواز، باید آزمایش‌های متعددی را پشت سر بگذراند.
آزمایش‌های بیولوژیک فضایی تاثیرهای زیادی بر زمین گذاشته‌است. ابداعاتی که در این آزمایش‌ها صورت گرفته‌اند، تحت شرایطی بوده‌اند که ایجاد آن‌ها در زمین، ممکن نیست. یکی از این ابداعات، ایجاد سطوح کامل میکروسکوپی است. سطوح میکروسکوپی کامل، به معنای حذف یا به حداقل رساندن تنش سطحی در محیط میروسکوپی سلولی است. این روش، در کپسوله کردن داروها به‌کار می‌رود. همچنین این ابداع در ساخت صفحات فیبرنوری با سرعت انتقال بی‌نظیر و صفحات فوق نازک آرسنید گالیم برای ساختمان‌های نیمه‌هادی کاربرد دارد.
درطول این آزمایش‌ها، چاپگرهای سه‌بعدی هم که به بدنه آزمایشگاه متصل هستند، به دانشمندان کمک می‌کنند. بازوی رباتیک این چاپگرها، لایه‌های مواد را روی یک قاب مشبک قرار می دهند.
این قاب‌های مشبک، همان پنل‌های خورشیدی هستند. پنل‌هایی که در فضا ساخته می‌شوند و همانجا استفاده می‌شوند. بدیهی است که مساحت بیشتر، توانایی جمع‌آوری انرژی بیشتری دارد. اما وسایل نقلیه فضایی نمی‌توانند چینی صفحات بزرگ و مسطحی را در خود جا دهند و آن‌ها را از زمین تا مدار مربوطه با خود حمل کنند. اینجاست که بازوهای خورشیدی پیچیده و تاشو، وارد عمل می‌شوند. اما ساخت پنل‌های خورشیدی در فضا باعث می‌شود که اندازه پنل‌ها از همان ابتدا بهینه‌سازی شود و ریسک خرابی آن‌ها هنگام بازشدن بازوها، کم شود. ساده‌ترین راه، همیشه بهترین راه است.
شرکت بوئینگ و اسپیس‌ایکس، همچنان دو شرکت اصلی هستند که وظیفه انتقال فضانوردان به ایستگاه فضایی را بر عهده‌دارند. اما پیشرفت در تولید و ساخت وسایل نقل و انتقال فضایی همه‌چیز را تغییر داده‌است.
۲۰۳۰: سقوط در آب
همه دنیا شاهد آخرین اجرای فرمان ایستگاه فضایی بین‌المللی هستند. آن‌ها وظیفه دارند که ایستگاه را به سقوطی مرگبار هدایت کنند. قرار دادن ایستگاه فضایی بین‌المللی در وضعیتی که مستقیما در اقیانوس آرام سقوط کند، با صرف دوسال وقت و میلیاردها دلار سوخت، انجام خواهدشد. این ماموریت، بزرگترین ماموریت هدایت از راه دور یک ماهواره به محل سقوط امن است. این منطقه Point Nemo نام دارد. یک آبپاشی عظیم وسط اقیانوس آرام در راه است. ناسا تخمین می‌زند که جرمی بین ۱۷۳ هزار تا ۵۳ هزار پوند از ایستگاه فضایی به اقیانوس آرام سقوط کند.
همانطور که قبلا گفتیم، اتمام عمر ایستگاه فضایی بین‌المللی، همزمان با جوانه‌زدن نسل جدیدی از ایستگاه‌های فضایی شده‌اند که هم‌اکنون در مدارهای خود به دور زمین در حال گردش هستند. این ایستگاه‌ها، مدتی به ایستگاه فضایی بین‌المللی متصل بودند، اما هم‌اکنون به صورت مستقل و خودگران، به گردش خود ادامه می‌دهند. به غیر از پایگاه فضایی چین، هم‌اکنون حدود ۵ ایستگاه خصوصی فضایی در حال گردش به دور زمین هستند.
هیچ‌کدام از این پایگاه‌ها، شبیه ایستگاه فضایی بین‌المللی نیستند. این پایگاه‌ها، توسط شرکت‌های متعدد با مشارکت عمومی و خصوصی ساخته شده‌اند. محققان بسیاری روی این پایگاه‌ها وقت گذاشته‌اند تا طراحی آن‌ها را برای غلبه بر گرانش و محیط‌های میکروگرانشی بهبود ببخشند. بسیاری از آن‌ها مجهز به خوابگاه برای گردشگران فضایی هستند. این پایگاه‌ها، پولساز هستند و ریسک کمتری برای فضانوردان دارند.
این فعالیت‌ها، برای تمام جهان آزاد خواهد بود. به همین دلیل، حتی کشورهایی که پول کافی برای داشتن ایستگاه فضایی متعلق به خودشان ندارند هم میتوانند برای ادامه تحقیقات خود، ایستگاه‌های فضایی را اجاره کنند. هم‌اکنون کشورهایی مانند نیجریه، کره جنوبی و امارات متحده عربی، تحقیقات خود را در این ایستگاه‌ها انجام می‌دهند.
البته تعداد محققان مستقل فضایی، از تعداد توریست‌هایی که برای این تجربه پرهزینه به ایستگاه‌های فضایی سفر می‌کنند، بیشتر است. تعداد بسیار کمی از ماژول‌های فضایی، همیشه پرازدحام و شلوغ هستند. ماژول‌های خصوصی که با درنظر گرفتن کارکرد کاملا اتوماتیک ساخته شده‌اند. اتوماتیک سازی این ماژول‌ها، نیاز به تعمیرات تخصصی و پیاده‌روی‌های فضایی را به حداقل کاهش می‌دهد. درحقیقت، این ماژول‌ها به‌گونه‌ای ساخته شده‌اند که اکثر افراد بدون تخصص خاصی، بتوانند آن را مدیریت و برای سفرهای طولانی مدت مداری و تحقیقات، آماده کنند.
بازوهای رباتیکی که در دیواره‌های این ماژول‌های فضایی تعبیه شده‌اند، توانایی کارکردن دستی را در غیاب افراد به آن‌ها می‌دهد. همچنین بازار نوظهوری برای تعمیرات تخصصی ماژول‌ها و ایستگاه‌های فضایی وجود خواهدداشت که خلبانی از سرویس خدمات ماهواره‌ای، به کمک ماژول‌های نیازمند تعمیر خواهدرفت.
این ایستگاه ، ظاهری مشابه ایستگاه فضایی بین‌المللی خواهد داشت. هرکدام از آن‌ها، پنل‌های خورشیدی برجسته، آنتن‌های ارتباطی و کپسول‌های فرار برای مواقع اضطراری خواهندداشت. هرکدام از آن‌ها، کوچکتر از ایستگاه فضایی خواهند بود؛ چرا که برای اهداف متفاوتی طراحی شده‌اند. ایستگاه بلواوریجین، درواقع راکت بازطراحی شده‌است که ایستگاهی باریک و دراز به حساب می‌آید. ایستگاه T Locksheed Martin، با پنل‌ها خورشیدی دوقلویی که دردوطرف ایستگاه تعبیه شده‌ند، شبیه ایستگاه فضایی بین‌المللی کوچک است و همچنین ایستگاه فضایی Axiom شبیه یک قارچ خواهدبود.
بعضی از ایستگاه‌های فضایی، تنها مشغول انجام تحقیقات بر ساخت سازه‌های در حال گردش مداری هستند. مثلا یکی از آن‌ها، ایستگاهی خصوصی است که ماهواره‌های کوچکی را در فضا تولید می‌کند. به نظر می‌رسد ساخت و سرهم‌بندی سازه‌های فضایی در فضا، به جای ساختن آن‌ها در زمین و به حرکت درآوردن کل سازه به سمت فضا، ارزان‌تر باشد. چاپگرهای سه‌بعدی در این ایستگاه‌ها، مواد خام را تحویل می‌گیرند و آن‌ها را به‌صورت ماهواره‌های کوچک، تحویل می‌دهند.
این تلاش‌ها، کار را به مراتب راحت‌تر می‌کنند. اما به اندازه باقی تلاش‌ها در فضا، مهم نیستند. مثلا نمی‌شود آن‌ها را ساخت فضاپیماهای عنکبوتی شکل یا دیگر قطعات ساختاری برای ایجاد زیستگاه‌های فضایی جدیدف مقایسه کرد. این فعالیت‌ها، در نهایت تنها به عنوان نسل جدیدی از اکتشافات فضایی با هزینه‌های پایین، تعریف می‌شوند.
اما شاید برای شما سوال پیش بیاید که نقش ناسا در این میان چیست؟
ناسا بسیاری از فعالیت‌های خود را به بخش خصوصی واگذار کرده‌است. اما همچنان تمرکز خود را بر ماموریت‌های عمیق فضایی قرار داده‌است. چشم‌های ناسا همچنان به مریخ دوخته شده‌است. و از آنجایی که بسیاری از فعالیت‌های سابق ناسا، بر عهده بخش‌های خصوصی گذاشته شده است، این شرکت می‌تواند از بودجه دولتی برای تمرکز در فعالیت‌های خود در مریخ استفاده کند.
بازنگری ناسا در مورد فعالیت‌های فضایی خود، محصول توسعه تکنولوژی‌های شرکت اسپیس ایکس، بوئینگ و گرومان است که فعالیت خود را در توسعه فناوری‌های مداری توسعه داده‌اند. ناسا، بدون در توجه قراردادن این فعالیت‌ها و بدون سرمایه‌گذاری مستقیم در این زمینه‌‌ها، زیرساخت اقتصادی مناسبی دارد که می‌تواند ادامه حیات دهد.
با تمرکز ناسا بر ماموریت مریخ، ایده‌های تجاری ساخت پایگاه و مریخ‌نشین‌ها در حال طرح و توسعه هستند. درصورت موفقیت ناسا برای فرود در مریخ، شرکت‌های خصوصی دیگر، میتوانند نیازهای سخت‌افزاری، ساخت و مدیریت بازار زا برآورده کنند. این نیازها میتوانند در حوزه استخراج منابع، ساخت‌وساز پنل‌های خورشیدی و… باشند.
بعد از سالها، بحث ایجاد پایگاه‌های خصوصی در ماه، آغاز خواهد شد و آنجا هم تبدیل به مقصدی برای گردشگران فضایی خواهد بود. این کلونی کوچک زمین، نقطه عطفی در تاریخ بشر است. نقطه شروعی برای تبدیل کردن سیاراتی غیر از زمین برای حیات. همان نقطه‌ای که از اولین قدم‌های انسان در ماه شروع شد و استارت پیشرفت آن در سال ۲۰۱۹ زده شد. و حالا تمام سامانه خورشیدی ما، منتظر قدم‌های انسان خواهد بود.
