از ایده تا واقعیت

به باور محققان حبابی از پلاسما می تواند حین سفر فضایی از فضانوردان در برابر پرتوها محافظت كند اگر این ایده عملی باشد آنگاه می توان سپر پلاسمایی چند گرمی را جایگزین قاب های حفاظتی فلزی و سنگین كرد

حالا كه مشخص شده سفر به مریخ حداقل تا دهه سوم قرن اخیر انجام نمی شود، مثل همیشه دانشمندان چندین گام جلوتر از پروژه های فضایی سرگرم بررسی مشكلات و چشم اندازهای این سفرهای فرازمینی هستند. هر چه می گذرد ایده های تازه تری مطرح می شود و راهكارها مرتب صیقل می یابند تا سرانجام راه حل نهایی انتخاب شود، آن وقت است كه دیگر سفر ممكن به نظر می رسد.حداقل لذتش برای ما همین ایده های شگفت انگیز و گاه و بی گاه و مباحثی است كه حول این سفرها مطرح می شود. از پایگاه های مریخی گرفته تا بحران های روانی سفرهای درازمدت و حالا هم حباب پلاسمایی. پیش از این داستان های علمی تخیلی ایده ها را پیش می كشیدند و فیلم ها آنچه قرار بود در آینده ببینیم (یا حداقل مشابه آن) را نشان مان می دادند. حالا تحقق این ایده ها در واقعیت لذت دو چندانی دارد، وقتی خیال می كنیم قرار است ایده های دیگر را هم دیر یا زود ببینیم. فیلم ها و داستان های علمی تخیلی پر از سپرهای حفاظتی بود، سپرهای گرمایی یا دفاعی. مطلب زیر خودش مثل خواندن یك بند از یك داستان علمی تخیلی است.

به باور محققان حبابی از پلاسما می تواند حین سفر فضایی از فضانوردان در برابر پرتوها محافظت كند. اگر این ایده عملی باشد آنگاه می توان سپر پلاسمایی چند گرمی را جایگزین قاب های حفاظتی فلزی و سنگین كرد. فضانوردانی كه به فراتر از مدار زمین سفر می كنند به خاطر قرارگیری درازمدت شان در برابر پرتوهای كیهانی در معرض سرطان و دیگر بیماری ها قرار می گیرند. برخی از این ذرات پرانرژی حین فوران های خورشیدی به بیرون پرتاب می شوند و بقیه هم از خارج از منظومه شمسی می آیند و منشاء اسرارآمیزتری دارند.

در مدارهای پایین تر زمین میدان مغناطیسی از فضاپیما حفاظت می كند، مانند شاتل و ایستگاه بین المللی فضایی. اما فضانوردانی كه به مریخ یا فراتر از آن سفر می كنند از چنین حفاظی بهره نمی برند. سپر ضخیم فلزی توانایی جذب پرتوها را دارد اما جرم بیش از حد آن در سفر فضایی ممكن است این روش را غیرعملی سازد. «جان اسلاف» (John Slough) از دانشگاه واشینگتن سیاتل و سرپرست بررسی ایده سپر پلاسمایی می گوید: «هیچ راه حل واقعاً مناسبی بین مواد وجود ندارد. این پاشنه آشیل سفر فضایی انسان است.»

● شبكه كابلی

به گفته «اسلاف» می توان این مشكل را تنها با چند گرم هیدروژن در حالت پلاسما كه فضاپیما را در میان گرفته حل كرد. اخیراً انستیتوی مفاهیم پیشرفته ناسا (NIAC: NASAصs Institute for Advanced Concepts) هم به خاطر كشف امكان عملی شدن این ایده ۷۵۰۰۰ دلار به گروه «اسلاف» پاداش داد.

البته هنوز هم باید روی جزئیات طرح كار شود اما ایده اصلی همان است. دستگاه ولتاژ بالای روی فضاپیما توانایی آن را دارد تا هیدروژن را به دو جزء سازنده اش- الكترون و پروتون- بشكافد. پس از آن پلاسما در فضا پراكنده می شود و ابری را دور فضاپیما ایجاد می كند. البته باید یك شبكه كابلی وجود داشته باشد تا ابر پلاسمایی را در بر گیرد. این شبكه جریان الكتریكی را در پلاسما برقرار كرده و آن را در كنار فضاپیما نگه می دارد. به گفته «اسلاف» میدان مغناطیسی پلاسما پرتوهای كیهانی را منحرف می كند و معادل یك سپر آلومینیومی به ضخامت چند اینچ است.

● اندازه بهینه

هرچه ابر وسیع تر باشد بهتر می تواند پرتوها را منحرف كند. اما ابر وسیع تر در عین حال قفس كابلی بزرگتری هم می خواهد تا آن را در بر بگیرد و بنابراین جرم فضاپیما را افزایش خواهد داد. محققان فعلاً مشغولند تا اندازه بهینه حباب پلاسمایی را به دست بیاورند كه «اسلاف» برای تقریب اولیه عرض ۱۰۰ متر را پیش بینی می كند. شبكه ای با این اندازه باید برای پرتاب بسته بندی و با رسیدن فضاپیما به فضا مستقر شود.

احتمالاً لازم است شبكه كابلی را از مواد ابررسانا بسازند و باید بتوان آن را در دماهای نسبتاً بالا اجرا كرد چون در معرض گرمای نور خورشید قرار می گیرد، البته به گفته «اسلاف» این نوع كابل ابررسانا از نظر اقتصادی مقدور است. فضاپیماهای آینده ممكن است از پلاسما به عنوان ماده پیش ران موتورهای پیشرفته شان استفاده كنند، در آن صورت پلاسمای خارج شده را می توان برای استفاده در سپر پرتوها بازیابی كرد. «همین پلاسمای خروجی خودتان از شما محافظت می كند.»

NewScientistSpace.com,Jul.۲۰۰۶

ترجمه: الهیار امیری