برنامه عظیم ناسا برای زندگی در فضا: ماه را آب می‌کنیم، مریخ را می‌سازیم

برنامه‌های بلندپروازانه ناسا برای کاوش و زندگی در فضا فقط به فرستادن فضانورد یا کاوشگر محدود نمی‌شود. آنها می‌خواهند در اقدامی فوق‌العاده ماه را ذوب کرده و در مریخ به‌شکل گسترده‌ای ساخت‌و‌ساز کنند.

تا اوایل تیر ماه تیمی ۴ نفره وارد مرکز فضایی جانسون ناسا در تگزاس خواهند شد تا یک سال را در آنجا بگذرانند. آنها درون یک بنای ساخته شده با استفاده از چاپگر سه‌بعدی خواهند بود. این بنا شباهت بسیار زیادی به مریخ دارد و ناسا تا جای ممکن شرایط سیاره سرخ را برای تیم مربوطه شبیه‌سازی خواهد کرد. این کار گام کوچکی در راستای تحقق بخشیدن به برنامه‌های ناسا برای زندگی در فضا است.

ناسا برای زندگی در فضا چالش‌های بسیار زیادی پیش‌رو دارد

تیم ۴ نفره اشاره شده باید در فضایی مشترک زندگی کنند و حتی غذای مورد نیاز خود را هم در خاکی که از نظر ترکیبات مشابه خاک مریخ است، پروش دهند. ناسا بخش پزشکی، تفریحی و آزمایشگاهی را نیز برای آنها تدارک دیده است. این افراد حق ارتباط با دنیای بیرون را ندارند تا زندگی در فضا کاملا شبیه‌سازی شود. حتی پیام‌های ارسالی توسط آنها نیز با تاخیر ۲۰ دقیقه‌ای پاسخ داده می‌شود. ۲۰ دقیقه زمان دریافت یک پیام ارسالی از سوی مریخ است.

هدف اولیه از این پروژه ارزیابی چالش‌های فیزیکی و رفتاری افراد در صورت اقامت طولانی‌مدت در فضا است. هرچند که از طرفی اولین سازه آماده شده توسط تیم MMPACT برای ناسا نیز به‌حساب می‌آید. آنها در حال حاضر خود رابرای آماده‌سازی ساخت‌و‌ساز در خارج از کره زمین آماده می‌کنند.

ناسا در تلاش است با مجموعه ماموریت های آرتمیس بار دیگر انسان را به ماه ببرد. در برنامه مجدد ناسا برای زندگی در فضا، حضور انسان‌ها پایدارتر خواهد بود. فضانوردان سازمان فضایی آمریکا ابتدا در Lunar Lander که مشابه یک ایستگاه فضایی است، حضور خواهند داشت. هرچند این حضور موقتی است و تیم MMPACT قرار است سازه‌های تجدیدپذیر و مقاوم را در ماه بسازند. البته برای اینکار به مواد اولیه متفاوتی نیاز است.

مرکز مریخی ناسا در تگزاس

بردن مواد اولیه از زمین به ماه منطقی نیست. چون افزایش وزن محموله‌های فضایی باعث افزایش سوخت مورد نیاز نیز می‌شود و خود افزایش سوخت وزن را افزایش می‌دهد. همین نیز باعث می‌شود هزینه فوق‌العاده زیادی به دولت‌ آمریکا تحمیل شود. از آنجایی که بودجه ناسا توسط مالیات‌دهندگان آمریکایی تامین می‌شود، آنها نمی‌توانند به هر نحوی رویای زندگی در فضا را محقق کنند. به‌همین منظور قرار است از سنگ‌پوشه موجود در ماه استفاده شود. تیم MMPACT سنگ‌پوشه را ذوب کرده و به‌صورت خمیر در می‌آورد. سپس با استفاده از فناوری پرینت سه‌بعدی شکل‌های مختلف را ارائه می‌دهد.

این پروژه احتمالا از اواخر سال ۲۰۲۷ آغاز شود. در آن زمان یک بازوی رباتیک که توانایی حفاری دارد به کاوشگر ماه ناسا متصل خواهد شد و سنگ‌پوشه‌ها را جمع‌آوری می‌کند. در ماموریت‌های بعدی ماشین‌های حفاری نیمه‌خودکار و خودکار روانه ماه می‌شوند تا مراکز اقامتی فضانوردان، جاده‌ها، گل‌خانه‌ها، نیروگاه‌های برقی و سکوهای پرتاب موشک را آماده کنند.

البته اولین گام برای ساخت‌و‌ساز در ماه و به‌تبع آن زندگی فضانوردان اعزامی ناسا در فضا استفاده از لیزر و مایکروویو برای ذوب‌کردن سنگ‌پوشه خواهد بود. سپس تیم مربوطه باید کمی صبر کند تا گازهای اضافی خارج شوند. در غیر این‌صورت خمیر نهایی همچون اسفنجی پر از حفره خواهد بود. البته این ایده هنوز نهایی نشده است. به‌عنوان مثال دانشمندان مطمئن نیستند که خروجی نهایی را باید چطور جمع‌آوری کنند.

تیم MMPACT قصد دارد این فرآیندها را تا جایی که ممکن است بدون دخالت انسانی انجام دهد. مخصوصا اینکه امکان آسیب دیدن فضانوردان در ماه بسیار زیاد است. هرچند استفاده از آنها برای تعمیر و نگهداری تجهیزات مربوطه تاحدودی اجتناب‌ناپذیر خواهد بود. مشکل دیگر مقاومت سنگ‌پوشه ماه در برابر خطراتی است که جان فضانوردان را تهدید می‌کند.

از آنجایی که مسافران ماموریت‌های آرتمیس نزدیک قطب جنوب ماه فرود خواهند آمد، سنگ‌پوشه آن‌ منطقه دارای یخ خواهد بود. از طرفی ناسا پیشتر تنها میزان بسیار کمی از خاک ماه را در ماموریت آپولو 16 به زمین آورده است و متخصصان تیم MMPACT آزمایش‌‌های خود را با نمونه‌های مصنوعی انجام دهند. انجام آزمایش با خاک مناطق مختلف ماه می‌توانست بسیار بهتر باشد.

در واقع تیم مربوطه تاکنون ۱۲ ترکیب مختلف را آماده کرده است که احتمال دارد در ماه مشاهده شوند. برخی از مواد موجود در آنها به‌صورت طبیعی در زمین شکل نمی‌گیرند و در محیط آزمایشگاهی ساخته شده‌اند. همچنین نباید فراموش کرد که ماه در طول ۴ میلیارد سال گذشته همچون سیبلی برای سیارک‌های گوناگون بوده است و هرکدام ممکن است ترکیب خاصی را به بخشی از این کره اضافه کرده باشند.

به‌طور کلی ناسا هدف فوق‌العاده سختی را در نظر گرفته است و برای زندگی طولانی‌مدت در فضا باید عوامل بسیار زیادی را در نظر گرفت. اول از همه اینکه فضانوردان با زمین فاصله قابل توجهی دارند و بسیاری از مشکلات پیش‌بینی‌نشده را باید خودشان حل کنند. برخی از مشکلات نیز ممکن است به‌قیمت جان آنها و نابودی تاسیسات حساس بشر تمام شود.

از دیگر چالش‌های پیش‌رو می‌توان به جاذبه بسیار ضعیف ماه اشاره کرد. ماه‌لرزه‌ها نیز می‌توانند فضانوردان را حسابی کلافه کنند؛ زیرا گاهی تا ۴۵ دقیقه طول می‌کشند. دمای هوا در قطب جنوب ماه هم می‌تواند در روز تا ۵۵ درجه رسیده و در شب مرز ۲۴۰- درجه را لمس کند. علاوه بر اینها غبار ماه می‌تواند در بخش‌های مختلف تجهیزات ساخت‌و‌ساز گیر کرده و پروژه را با تاخیرهای مکرر مواجه کند.

در طول ماموریت‌های آپولو نیز سنگ‌پوشه به لباس فضانوردان آسیب زده بود و تنفس غبار ماه سبب شده بود که نمایندگان بشر روی این کره بی‌جان علائمی شبیه تب یونجه داشته باشند. هرچند موارد گفته شده همه چالش‌های ناسا برای زندگی در فضا نبود و صرفا به ماه مربوط می‌شدند. بشر برای زندگی در مریخ با مشکل بزرگتری مواجه است. انسان هرگز هیچ نمونه‌ای از خاک مریخ را به زمین نیاورده است. در واقع تیم‌های ساخت‌و‌ساز می‌بایست سرمایه‌گذاری‌های هنگفتی را بر پایه اطلاعات دریافتی از کاوشگرهای ناسا و پیش‌بینی‌ها انجام دهند.

مرکز مریخی ناسا در تگزاس

ساخت مرکز مریخی ناسا در تگزاس حدود یک ماه طول کشید که در آن زمان یک بازوی چاپگر غول‌پیکر ماده اولیه‌ای که مشابه خاک مریخ بود را تحویل می‌داد. هرچند که این پروژه روی زمین انجام شد. ساختن اولین خانه انسان روی سیاره‌ای دیگر یک پروژه فو‌ق‌العاده جاه‌طلبانه است و سبب می‌شود که فناوری، مهندسی، علوم پایه و مهندسی مرزهای جدیدی را در نوردند.

در همین رابطه ناسا یک قرارداد ۵۷.۲ میلیون دلاری را با شرکت چاپ سه‌بعدی Icon امضا کرده است تا زمینه برای ساخت‌و‌ساز و زندگی انسان در فضا فراهم شود. آنها نیز پروژه را با طراحی محل استقرار فضانوردان آغاز کردند. طرح ارائه شده به دونات شباهت دارد و می‌تواند از یک گروه ۴ نفره در برابر سیارک‌ها، ماه‌لرزه‌ها، تشعشعات و تغییرات سریع دمایی محافظت کند.

شرکت Icon در حال ذوب کردن سنگ‌پوشه در محفظه‌های خلاء است تا بتواند شرایط کار در ماه را شبیه‌سازی کند. آنها گمان می‌کنند که توانسته‌اند سیستم‌های مکانیکی اصلی را آماده کنند و حالا فقط در تلاش برای رسیدن به‌تعادلی بین استحکام و میزان شکنندگی چیزی هستند که خود سرامیک قمری می‌نامند. مشکل اینجاست که دمای مناطق مختلف ماه یکسان نیست و ممکن است ماده اولیه آنها برای همه مناطق ایده‌آل نباشد. همین کار را تا حدودی مشکل کرده است.

تیم MMPACT نیز می‌خواهد در سال ۲۰۲۴ سنگ‌پوشه را با استفاده از لیزر و مایکروویو در یک محفظه خلاء ذوب کند. آنها در حال حاضر از لیزر و مایکروویو به‌صورت جداگانه استفاده کرده‌اند؛ اما می‌خواهند شرایط را برای استفاده همزمان از هردو فراهم کنند. این تیم همچنین در حال آزمایش فناوری پرینت سه‌بعدی خود است و می‌خواهد در مرحله اول قطعات مورد نیاز برای سکوی فرود را بسازد.

این سکو اهمیت فوق‌العاده بالایی در آينده خواهد داشت؛ زیرا ماه مقصد نهایی نیست و قرار است از آنجا موشک‌ها روانه دیگر سیارات شوند. بلندشدن موشک می‌تواند میزان زیادی گرد‌و‌غبار را به‌محیط اطراف بفرستد و باعث آسیب‌دیدن تجهیزات مهم شود. حتی ممکن است ذرات وارد مدار ماه شده و به ماهواره‌ها آسیب بزنند. به‌همین خاطر سکوی اشاره شده طوری طراحی خواهد شد که جلوی خروج غبار را بگیرد.

تلاش ناسا برای زندگی انسان در فضا سبب شده که شرکت‌های مختلف ایده‌های جالبی را ارائه کنند. یکی از این ایده‌ها استفاده از جایگزینی برای بتن است. بتن وزن بالایی دارد و نمی‌تواند برای ساخت‌و‌ساز در دیگر سیارات مناسب باشد. همین نیز باعث شد که یک شرکت به‌نام Branch Technology پیشنهاد استفاده از پروتئین به‌جای بتن را بدهد. در این صورت ماده اولیه یک دهم بتن وزن خواهد داشت.

این شرکت با دانشگاه استنفورد و مرکز پژوهشی ایمز ناسا همکاری می‌کند تا بتواند امکان ساخت سازه در ماه با استفاده از سنگ‌پوشه را فراهم کند. پروتئین گاوی نیز طوری تغییر یافته است که بتواند خاک ماه یا مریخ را محکم نگه دارد. آنها تابستان سال گذشته این ترکیب خاص را در ایستگاه فضایی بین‌المللی امتحان کردند.

پیشتر اهداف ناسا در فرستادن فضانوردان و یا کاوشگرها به دیگر سیارات خلاصه می‌شد تا بتوانند اطلاعات لازم را در رابطه با شرایط محیطی آنجا و امکان وجود حیات را به‌دست آورند. هرچند حالا با ساخت‌و‌ساز در ماه مسیر کاوش‌های بشر در فضا کاملا عوض خواهد شد و به‌سمت یک حضور پایدار حرکت خواهیم کرد.

اگرچه در مسیر ناسا برای زندگی در فضا چالش‌های بسیار زیادی وجود دارند و عوامل مختلفی می‌توانند زحمات چندین سال را نابود کنند، اما شرکت‌های گوناگون نیز مشتاقانه در تلاش برای ارائه راه‌حل‌های گوناگون هستند. با روند فعلی می‌توان گفت که پیش از پایان قرن کنونی شاهد حضور توریست‌های مختلف در ماه و حتی مریخ خواهیم بود و سفرهای علمی انسان نیز برای بررسی دیگر اجرام آسمانی حاضر در منظومه شمسی انجام خواهد شد. یافتن خانه جدید آغاز شده است.