تويت
النواب الأمريكيون يدعون ناسا لأن تبدأ تخطيط رحلة ألفا سينتاوري في الذكرى المئوية للهبوط على القمر
يبدو أن الإعلان الأخير عن مشروع Breakthrough Starshot (مشروع ممول من جهات خاصة سيتم فيه إرسال سرب ضخم من المركبات الفضائية المصغرة إلى المجموعة النجمية القريبة ألفا سينتاوري) قد بدأ.
النائب الأمريكي جون كولبرسون المشارك في كتابة ميزانية وكالة ناسا قام بدعوة ناسا للبدء في تطوير مسبارها العابر للنجوم بهدف إرسال مهمة إلى ألفا سينتاوري أقرب نظام نجمي لنا في عام 2069 بعد قرن من مهمة أبولو 11 والهبوط على القمر.
وقدم بالفعل تقريره إلى مجلس الشيوخ لاعتماد المشروع (Breakthrough Starshot) ضمن ميزانية ناسا للعام المالى
2017
في التقرير تشجع لجنة كولبرسون ناسا على دراسة وتطوير أفكار لنظام دفع يمكن أن يساهم في إرسال مسبار علمي عابر للنجوم قادر على السفر بسرعة تبلغ 10% من سرعة الضوء. التقرير لم يتم كتابته بصيغة إجبارية لتوفير ميزانية إضافية لتمويل ذلك المشروع ولكنه يطلب من ناسا أن تضع تقرير لتقييم التكنولوجيا وخريطة طريق مقترحة خلال عام واحد.
رحلة طويلة غريبة
يعتبر الكثير من العلماء فكرة السفر عبر النجوم مازالت فكرة في نطاق الخيال العلمي. وهذا بسبب المسافات الكبيرة جداً. ألفا سينتاوري مثلاً على بعد 4,4 سنة ضوئية أي تقريباً 40 تريليون كيلومتر. في حين أن أسرع مركبة فضائية تم إطلاقها حتى الآن هي مركبة هيليوس التي تدور حول الشمس وتم إطلاقها بالتعاون بين ناسا وألمانيا في السبعينات من القرن العشرين تحركت بسرعة حوالي 250 ألف كيلومتر في الساعة. على تلك السرعة تحتاج تلك المركبة لحوالي 18 ألف عام لتصل إلى أكثر نجم قرباً للشمس. أما الوصول إليه في عمر يقترب من عمر الأنسان فستحتاج المركبة للسفر بسرعة كبيرة تمثل نسبة ملحوظة من سرعة الضوء. فعند السفر بسرعة 10% من سرعة الضوء ستصل المركبة إلى ألفا سينتاوري في حوالي 44 عام.
ولكن تحقيق تلك السرعات المهولة سيحتاج إلى كميات مهولة من الطاقة حتى ولو كانت المركبة خفيفة الوزن جداً. هذا هو التحدي الذي أسس بني عليه مشروع Starshot الذي يموله ملياردير الأنترنت الروسي يوري ميلنر، حيث يتم تصميم وتطوير مركبة فضائية في صورة شريحة إلكترونية تزن أقل من جرام واحد. سوف تحتوي السفينة على شراع كبير جداً خفيف جداً وذلك لتوفير الطاقة اللازمة لتسارع وزن المحركات والوقود. سيتم دفع المركبة لسرعة أكبر من 20% من سرعة الضوء بواسطة مصفوفة ضخمة من أشعة الليزر عالي الطاقة الذي سيتم إطلاقه من الأرض.
تقرير اللجنة يقر بأن وسائل الدفع التقليدية والتي تتضمن تكنولوجيا الدفع الكيميائي والكهرباء المتولدة من الطاقة الشمسية والمفاعلات النووية الحرارية لن تستطيع أبداً الوصول إلى السرعات العابرة للنجوم. تقترح اللجنة بعضاً من المحاول التي ربما تسعى ناسا للعمل عليها، متضمنة الدفع باستخدام الاندماج النووي. هذه التكنولوجيا تحتاج إلى بعض الوقت لإتقان استخدامها على الأرض لإنتاج الكهرباء ولذلك يعتبر بناء نظام دفع فضائي معتمداً عليها مازال بعيد المنال. طريقة أخرى بديلة تم ذكرها في التقرير هي الاندماج النووي المحفز بالمادة المضادة، والذي سيدفع المركبة الفضائية باستخدام سلسلة من الانفجارات الحرارية النووية (الاندماجية). على الأرض تحتاج القنابل الهيدروجينية لقنابل نووية انشطارية تعمل على البلوتونيوم أو اليورانيوم، ولكن في النسخة التي تحفزها المادة المضادة يتم استخدام كرة صغيرة من المادة المضادة والتي عندما تقابل المادة الطبيعية يفنيان بعضهما مع حدوث الانفجار والذي يكون بمثابة الشرارة اللازمة لبدء الانفجار الاندماجي الأضخم. ولكن كيف يمكن حماية المركبة الفضائية وطاقمها من تلك القوى، هذا هو السؤال الذي لم يتم اجابته بعد.
طريقة مستقبلية أخرى ذكرها التقرير وهي محرك بوسارد النفاث التضاغطي، والذي يستعمل المجال الكهرومغناطيسي لجمع الهيدروجين من الفضاء بين النجوم أثناء سفر المركبة، ويتم ضغط الهيدروجين بقوة كبيرة كافية لبدء التفاعل الاندماجي، موفراً الدفع المطلوب للسفينة. محرك بوسارد منتشر في قصص الخيال العلمي لأنه لا ينفذ منه الوقود حيث يقوم بحصده أثناء الحركة في الفضاء.
جذور Starshot
بالرغم من أن تلك الطرق قد تبدو لبعض علماء الفضاء مستحيلة وتندرج تحت الخيال العلمي إلا أن التقرير يشير أيضاً إلى «طرق إرسال الطاقة في صورة شعاع». التقرير أشار إلى أن برنامج ناسا للأفكار الإبداعية المتقدمة (NIAC) يقوم بالفعل بتمويل دراسة عن «الدفع باستخدام الطاقة الموجهة لمركبة رقيقة بسرعة مبدأيه تتجاوز ال 0,1 من سرعة الضوء». ليس من قبيل الصدفة أن يبدو ذلك مألوفاً فالدراسة المقصودة والمسماة اختصاراً (DEEP IN) كانت أيضاً الملهم ليوري ميلنر ومبادرة Starshot.
(DEEP IN) هي من بنات أفكار فيليب لوبين من جامعة كاليفورنيا بمدينة سانتا باربارا. يقول أنه كان يعمل على تطوير استخدامات كثيرة لليزر عالي الطاقة وقدم مقترحات مختلفة ل (NIAC) في 2014. أختار البرنامج فكرة السفر عبر النجوم. يقول لوبين أنهم أحبوا الفكرة جداً. (NIAC) بدأت في تمويل فكرته بمبلغ 100 ألف دولار في بدايات عام 2015 ثم أهدت لوبين مؤخراً 500 ألف دولار إضافية لمزيد من الأبحاث.
في هذه الأثناء تقابل لوبين مع بيت واردن المدير السابق لمركز أبحاث آميس التابع لناسا (NASA Ames Research Center) في قاعدة موفيت (Moffett) الجوية في كاليفورنيا، والذي كان قد ترك عمله ليعمل مع ميلنر في مبادرته. تحمس واردن لفكرة لوبين عن المركبات الصغيرة المدفوعة بالليزر للسفر بين النجوم، وفي يناير من هذا العام تقابل لوبين مع ميلنر وواردن وبعض أعضاء المبادرة بالإضافة إلى آفي لويب (Avi Loeb) وهو عالم فيزياء فضائية من جامعة هارفارد وكان مستشار ميلنر.
في العام السابق درس لويب عدد كبير من الأطروحات للسفر عبر النجوم بالنيابة عن ميلنر. بالاستعانة بتلاميذه من جامعة هارفارد قاموا بتدقيق ودراسة أفكار كثيرة قدمت لهم. يقول لويب:« لم تبدُ أية فكرة منهم قابل للتنفيذ سوى فكرة واحدة» وكانت الفكرة أن يتم دفع مراكب فضائية صغيرة باستخدام أشعة. طبقاً لكلام لوبين فقد أجتمع أكثر من 20 شخص من أعضاء مبادرة Starshot في شهر مارس للدراسة والتدقيق في الفكرة وكل تفصيلاتها والبحث عن عيوبها. وكانت فكرة لوبين أن يتم إطلاق الليزر من الفضاء, ولكن ميلنر أصر على أن يكون إطلاق الليزر من الأرض ليتم تحقيق المشروع في وقت قصير وبأقل تكلفة. يقول لوبين بأن الاجتماع استقر على أن تلك الطريقة صعبة ولكنها ليست مستحيلة وبعد فترة قليلة تم الإعلان عن المبادرة في الثاني عشر من أبريل.
لويب على سبيل المثال متحمس جداً للبدء في ذلك المشروع ويقول أن لديه بحثين يعمل عليهم، يضيف لويب:« هذا أكثر تعقيداً من الهبوط على القمر» وذلك لأن المشروع يتضمن الكثير من الاستنتاج والتقديرات التي تفوق قدراتنا التكنولوجية الحالية. يقول أيضاً: «ستكون السنوات القليلة المقبلة مثيرة جداً، كما أن سمعتنا تعتمد على ذلك المشروع.»
على الجانب الآخر يعتبر NIAC هو المكان الطبيعي لأي مشروع عابر للنجوم في وكالة ناسا. يقول مدير برنامج NIAC في العاصمة الأمريكية واشنطن أن البرنامج يمول أبحاث تقترب من حافة الخيال العلمي. يقول أيضاً مرحباً باهتمام الكونجرس: «أن يهتم أي شخص بما نفعله هو شيء جيد بالنسبة لناسا.»
ولكن هل ستكون ناسا أم يوري ميلنر من يقود مبادرة Starshot ؟ يقول لويب أنه يرى تعاوناً مستقبلياً بينهم ويضيف: «نحتاج أن نبقي أعيننا على الكرة بدلاً من أن نهتم بمن يحملها».
يبدو أن الإعلان الأخير عن مشروع Breakthrough Starshot (مشروع ممول من جهات خاصة سيتم فيه إرسال سرب ضخم من المركبات الفضائية المصغرة إلى المجموعة النجمية القريبة ألفا سينتاوري) قد بدأ.
النائب الأمريكي جون كولبرسون المشارك في كتابة ميزانية وكالة ناسا قام بدعوة ناسا للبدء في تطوير مسبارها العابر للنجوم بهدف إرسال مهمة إلى ألفا سينتاوري أقرب نظام نجمي لنا في عام 2069 بعد قرن من مهمة أبولو 11 والهبوط على القمر.
وقدم بالفعل تقريره إلى مجلس الشيوخ لاعتماد المشروع (Breakthrough Starshot) ضمن ميزانية ناسا للعام المالى
2017
في التقرير تشجع لجنة كولبرسون ناسا على دراسة وتطوير أفكار لنظام دفع يمكن أن يساهم في إرسال مسبار علمي عابر للنجوم قادر على السفر بسرعة تبلغ 10% من سرعة الضوء. التقرير لم يتم كتابته بصيغة إجبارية لتوفير ميزانية إضافية لتمويل ذلك المشروع ولكنه يطلب من ناسا أن تضع تقرير لتقييم التكنولوجيا وخريطة طريق مقترحة خلال عام واحد.
رحلة طويلة غريبة
يعتبر الكثير من العلماء فكرة السفر عبر النجوم مازالت فكرة في نطاق الخيال العلمي. وهذا بسبب المسافات الكبيرة جداً. ألفا سينتاوري مثلاً على بعد 4,4 سنة ضوئية أي تقريباً 40 تريليون كيلومتر. في حين أن أسرع مركبة فضائية تم إطلاقها حتى الآن هي مركبة هيليوس التي تدور حول الشمس وتم إطلاقها بالتعاون بين ناسا وألمانيا في السبعينات من القرن العشرين تحركت بسرعة حوالي 250 ألف كيلومتر في الساعة. على تلك السرعة تحتاج تلك المركبة لحوالي 18 ألف عام لتصل إلى أكثر نجم قرباً للشمس. أما الوصول إليه في عمر يقترب من عمر الأنسان فستحتاج المركبة للسفر بسرعة كبيرة تمثل نسبة ملحوظة من سرعة الضوء. فعند السفر بسرعة 10% من سرعة الضوء ستصل المركبة إلى ألفا سينتاوري في حوالي 44 عام.
ولكن تحقيق تلك السرعات المهولة سيحتاج إلى كميات مهولة من الطاقة حتى ولو كانت المركبة خفيفة الوزن جداً. هذا هو التحدي الذي أسس بني عليه مشروع Starshot الذي يموله ملياردير الأنترنت الروسي يوري ميلنر، حيث يتم تصميم وتطوير مركبة فضائية في صورة شريحة إلكترونية تزن أقل من جرام واحد. سوف تحتوي السفينة على شراع كبير جداً خفيف جداً وذلك لتوفير الطاقة اللازمة لتسارع وزن المحركات والوقود. سيتم دفع المركبة لسرعة أكبر من 20% من سرعة الضوء بواسطة مصفوفة ضخمة من أشعة الليزر عالي الطاقة الذي سيتم إطلاقه من الأرض.
تقرير اللجنة يقر بأن وسائل الدفع التقليدية والتي تتضمن تكنولوجيا الدفع الكيميائي والكهرباء المتولدة من الطاقة الشمسية والمفاعلات النووية الحرارية لن تستطيع أبداً الوصول إلى السرعات العابرة للنجوم. تقترح اللجنة بعضاً من المحاول التي ربما تسعى ناسا للعمل عليها، متضمنة الدفع باستخدام الاندماج النووي. هذه التكنولوجيا تحتاج إلى بعض الوقت لإتقان استخدامها على الأرض لإنتاج الكهرباء ولذلك يعتبر بناء نظام دفع فضائي معتمداً عليها مازال بعيد المنال. طريقة أخرى بديلة تم ذكرها في التقرير هي الاندماج النووي المحفز بالمادة المضادة، والذي سيدفع المركبة الفضائية باستخدام سلسلة من الانفجارات الحرارية النووية (الاندماجية). على الأرض تحتاج القنابل الهيدروجينية لقنابل نووية انشطارية تعمل على البلوتونيوم أو اليورانيوم، ولكن في النسخة التي تحفزها المادة المضادة يتم استخدام كرة صغيرة من المادة المضادة والتي عندما تقابل المادة الطبيعية يفنيان بعضهما مع حدوث الانفجار والذي يكون بمثابة الشرارة اللازمة لبدء الانفجار الاندماجي الأضخم. ولكن كيف يمكن حماية المركبة الفضائية وطاقمها من تلك القوى، هذا هو السؤال الذي لم يتم اجابته بعد.
طريقة مستقبلية أخرى ذكرها التقرير وهي محرك بوسارد النفاث التضاغطي، والذي يستعمل المجال الكهرومغناطيسي لجمع الهيدروجين من الفضاء بين النجوم أثناء سفر المركبة، ويتم ضغط الهيدروجين بقوة كبيرة كافية لبدء التفاعل الاندماجي، موفراً الدفع المطلوب للسفينة. محرك بوسارد منتشر في قصص الخيال العلمي لأنه لا ينفذ منه الوقود حيث يقوم بحصده أثناء الحركة في الفضاء.
جذور Starshot
بالرغم من أن تلك الطرق قد تبدو لبعض علماء الفضاء مستحيلة وتندرج تحت الخيال العلمي إلا أن التقرير يشير أيضاً إلى «طرق إرسال الطاقة في صورة شعاع». التقرير أشار إلى أن برنامج ناسا للأفكار الإبداعية المتقدمة (NIAC) يقوم بالفعل بتمويل دراسة عن «الدفع باستخدام الطاقة الموجهة لمركبة رقيقة بسرعة مبدأيه تتجاوز ال 0,1 من سرعة الضوء». ليس من قبيل الصدفة أن يبدو ذلك مألوفاً فالدراسة المقصودة والمسماة اختصاراً (DEEP IN) كانت أيضاً الملهم ليوري ميلنر ومبادرة Starshot.
(DEEP IN) هي من بنات أفكار فيليب لوبين من جامعة كاليفورنيا بمدينة سانتا باربارا. يقول أنه كان يعمل على تطوير استخدامات كثيرة لليزر عالي الطاقة وقدم مقترحات مختلفة ل (NIAC) في 2014. أختار البرنامج فكرة السفر عبر النجوم. يقول لوبين أنهم أحبوا الفكرة جداً. (NIAC) بدأت في تمويل فكرته بمبلغ 100 ألف دولار في بدايات عام 2015 ثم أهدت لوبين مؤخراً 500 ألف دولار إضافية لمزيد من الأبحاث.
في هذه الأثناء تقابل لوبين مع بيت واردن المدير السابق لمركز أبحاث آميس التابع لناسا (NASA Ames Research Center) في قاعدة موفيت (Moffett) الجوية في كاليفورنيا، والذي كان قد ترك عمله ليعمل مع ميلنر في مبادرته. تحمس واردن لفكرة لوبين عن المركبات الصغيرة المدفوعة بالليزر للسفر بين النجوم، وفي يناير من هذا العام تقابل لوبين مع ميلنر وواردن وبعض أعضاء المبادرة بالإضافة إلى آفي لويب (Avi Loeb) وهو عالم فيزياء فضائية من جامعة هارفارد وكان مستشار ميلنر.
في العام السابق درس لويب عدد كبير من الأطروحات للسفر عبر النجوم بالنيابة عن ميلنر. بالاستعانة بتلاميذه من جامعة هارفارد قاموا بتدقيق ودراسة أفكار كثيرة قدمت لهم. يقول لويب:« لم تبدُ أية فكرة منهم قابل للتنفيذ سوى فكرة واحدة» وكانت الفكرة أن يتم دفع مراكب فضائية صغيرة باستخدام أشعة. طبقاً لكلام لوبين فقد أجتمع أكثر من 20 شخص من أعضاء مبادرة Starshot في شهر مارس للدراسة والتدقيق في الفكرة وكل تفصيلاتها والبحث عن عيوبها. وكانت فكرة لوبين أن يتم إطلاق الليزر من الفضاء, ولكن ميلنر أصر على أن يكون إطلاق الليزر من الأرض ليتم تحقيق المشروع في وقت قصير وبأقل تكلفة. يقول لوبين بأن الاجتماع استقر على أن تلك الطريقة صعبة ولكنها ليست مستحيلة وبعد فترة قليلة تم الإعلان عن المبادرة في الثاني عشر من أبريل.
لويب على سبيل المثال متحمس جداً للبدء في ذلك المشروع ويقول أن لديه بحثين يعمل عليهم، يضيف لويب:« هذا أكثر تعقيداً من الهبوط على القمر» وذلك لأن المشروع يتضمن الكثير من الاستنتاج والتقديرات التي تفوق قدراتنا التكنولوجية الحالية. يقول أيضاً: «ستكون السنوات القليلة المقبلة مثيرة جداً، كما أن سمعتنا تعتمد على ذلك المشروع.»
على الجانب الآخر يعتبر NIAC هو المكان الطبيعي لأي مشروع عابر للنجوم في وكالة ناسا. يقول مدير برنامج NIAC في العاصمة الأمريكية واشنطن أن البرنامج يمول أبحاث تقترب من حافة الخيال العلمي. يقول أيضاً مرحباً باهتمام الكونجرس: «أن يهتم أي شخص بما نفعله هو شيء جيد بالنسبة لناسا.»
ولكن هل ستكون ناسا أم يوري ميلنر من يقود مبادرة Starshot ؟ يقول لويب أنه يرى تعاوناً مستقبلياً بينهم ويضيف: «نحتاج أن نبقي أعيننا على الكرة بدلاً من أن نهتم بمن يحملها».