مهيار غلامپور
به تازگي شرکتي در سياتل برنده جايزه سه هزار دلاري ناسا براي ساخت يک ابزار جديد سفر به فضا شد. اين شرکت در رقابت براي ساخت نمونه اوليه مينياتوري از ماشيني که بتواند روزي از سطح زمين بالا برود و به مرزهاي فضا دست يابد، برنده اين جايزه شد.
طرح اين ابزار جديد مبتني بر ايده آسانسور فضايي است. اين ابزار مي تواند مسافران و محموله ها را در راستاي يک رشته بلند و محکم از زمين به فضا منتقل کند. هرچند ساخت اين ابزار به شدت رويايي و خيالي به نظر مي رسد و اين ايده سال هاي متمادي فقط در داستان هاي علمي- تخيلي مجال بروز داشت، اما از زماني که «آرتور سي کلارک» در رمان خود به نام «چشمه هاي بهشت» به توصيف ويژگي هاي اين آسانسور فضايي پرداخت، دانشمندان و مهندسان اين موضوع را با جديت بيشتري دنبال کردند.
با اينکه تا ساخت يک آسانسور فضايي واقعي چندين دهه فاصله داريم، اما ناسا با همکاري يک بنياد غيرانتفاعي ديگر به حمايت مالي شرکت هايي پرداخت که فناوري هاي لازم را براي دستيابي به چنين ايده يي عرضه مي کنند.
در اين مسابقه ساخت آسانسور فضايي، سه تيم شرکت کننده نمونه هايي ساخته بودند تا در راستاي کابلي که از يک بالگرد آويزان است، تا ارتفاع يک کيلومتري صعود کند. اين گروه ها براي آنکه نيروي لازم را براي صعود اين آسانسور فراهم کنند، نور ليزر را به سلول هاي فتو ولتايي اين موتورهاي الکتريکي مي تابانند. شرکت «ليزر موتيو» که برنده اين جايزه شد، ابزاري پنج کيلوگرمي و هرمي شکل ساخت که توانست اين فاصله را در چهار دقيقه و دو ثانيه طي کند.
همين ابزار اين فاصله را در مرتبه دوم يک ثانيه زودتر طي کرد. پس از آن گروه «ليزر موتيو» تلاش کرد با کاستن از وزن اين ابزار سرعت آن را زياد کند. اين گروه براي آنکه بتواند جايزه 1/1 ميليون دلاري را تصاحب کند بايد ابزار خود را طي مدتي کمتر از سه دقيقه به بالاي کابل برساند. اين گروه با کاستن از وزن ماشين برقي خود توانست در نهايت 13 ثانيه زمان صعود را کم کند و آن را به رکورد سه دقيقه و 48 ثانيه برساند. اما اين گروه در آخرين تلاش خود براي فرستادن ماشين به ارتفاع يک کيلومتري دچار دردسر بزرگي شد، چرا که آنها نور ليزر زيادي را به سلول هاي فتو ولتايي ماشين خود تاباندند که باعث شد بخشي از دستگاه هاي آن بسوزد.
گفتني است يکي از گروه هاي شرکت کننده در اين رقابت، ماشيني ساخت که هنگام آزمايش اصلاً از زمين بلند نشد. يک گروه شرکت کننده ديگر هم ماشيني را عرضه کرد که هرچند بخش زيادي از مسير را طي کرده بود، اما در نهايت نتوانست به انتهاي مسير برسد.
با اين همه مديران شرکت برنده مي گويند، هرچند ايده ساخت آسانسورهاي فضايي به اين زودي ها محقق نمي شود، اما ما سعي داريم کاربردهاي ديگري براي اين فناوري ها پيدا کنيم.
تاريخچه شکل گيري ايده آسانسور فضايي
گفتني است آسانسور فضايي در اصل يک رشته فلزي بسيار محکم و دراز است که از سطح زمين تا فضا ادامه دارد و خودروهاي الکترومغناطيس مي توانند در راستاي اين کابل حرکت کنند و مسافران، محموله و گردشگران را بين زمين و فضا انتقال دهند. کارشناسان مي گويند در اين طرح ها براي آنکه از سقوط کابل به سطح زمين جلوگيري شود، لازم است جرمي به عنوان وزنه تعادل در مدار زمين مستقر شود. به همين دليل شايد لازم باشد براي تامين جرم لازم، سيارکي به محل مورد نظر منتقل شود. در اين حالت خودروهاي الکترومغناطيس مي توانند در طول اين کابل با سرعت زياد به حرکت درآيند، به طوري که حتي مي توانند به سرعت چندصد کيلومتر هم برسند.
شايد بتوان گفت يکي از اولين کساني که ايده ساخت آسانسورهاي فضايي را گسترش داد و عمومي کرد، آرتور سي کلارک بود. وي کتابي نوشت با عنوان «چشمه هاي بهشت» و در آن توضيح مي دهد چگونه مهندسان در جزيره يي خيالي در نزديکي سريلانکا يک پايگاه آسانسور فضايي تاسيس کردند. کتاب آرتور سي کلارک باعث شد ايده آسانسورهاي فضايي از محدوده نويسندگان علمي- تخيلي خارج شود و عموم مردم با آن آشنا شوند. هرچند کلارک اولين فردي نبود که اين ايده را مطرح مي کرد. گفته مي شود در سال 1895 يک دانشمند روس به نام «کنستانتين تسيولکوفسکي» هنگام بازديد از برج ايفل در پاريس، ايده آسانسوري که بتواند بشر را از زمين به فضا انتقال دهد، در ذهن خود پروراند. هرچند ايده وي به داستان «جک و لوبياي سحرآميز» شباهت داشت اما وي در ذهن خود، ايده ساخت يک قلعه فضايي را مي پروراند. البته لوبياي سحرآميز وي تا آن سوي زمين و مرزهاي فضا نيز رشد مي کرد.
سال ها بعد افرادي همچون آرتستو تانف (دانشمند روس) و جان ايزاک (اقيانوس شناس امريکايي) نيز به اين موضوع پرداختند. هرچند توجه چنداني را جلب نکردند. اما در سال 1965 جروم پيرسون از آزمايشگاه تحقيقاتي نيروي هوايي مقاله يي در اين باره منتشر کرد که توجه انجمن مهندسان پروازهاي هوايي را به خود جلب کرد. کلارک نيز براي نوشتن رمان معروف خود از اين مقاله الهام گرفت. پيرسون در توضيح مزيت هاي طرح خود مي گويد؛ آسانسور فضايي ابزاري است که مي تواند باعث کاهش هزينه سفرهاي فضايي شود. به عقيده وي هم اکنون يکي از مهم ترين روياهاي بشر سفر دوباره به ماه است اما هزينه هاي سنگين چنين سفري مانع از انجام آن مي شود. شايد آسانسور فضايي راهي براي کاهش اين هزينه ها باشد. مهم ترين مزيت اين آسانسورها و برج هاي فضايي آن است که مي توان بدون شک به فضا دست يافت. هرچند ايده ساخت آسانسورهاي فضايي بسيار جذاب و هيجان انگيز است اما مهندسان براي تحقق روياهاي خود بايد بر دشواري هاي بسياري چيره شوند، از جمله اينکه جنس مواد سازنده اين ساختارهاي فضايي چه بايد باشد؟ هرچند ايده پايگاه هاي فضايي براي نگارش يک داستان علمي- تخيلي بسيار مناسب است اما تا زماني که مواد جديدتر و روش هاي ارزان تري براي ساخت اين پايگاه ها ابداع نشده است قلعه هاي فضايي همچنان در همان داستان هاي علمي- تخيلي باقي خواهند ماند.
پيش نيازهاي ساخت آسانسور فضايي
با اين همه بسياري از کارشناسان بر اين باورند که پيش از آنکه ساخت آسانسورها و پايگاه هاي فضايي عملي شود بشر بايد در پنج حوزه مختلف به دستاوردهاي قابل توجهي برسد. اول توليد مواد با استحکام زياد براي ساخت کابل ها و برج ها. موادي مثل آلومينا و کوارتز استحکام کششي زيادي دارند اما استحکام شان آنقدر زياد نيست که بتوان از آنها در ساخت آسانسور فضايي استفاده کرد. به نظر مي رسد نانولوله هاي کربني از استحکام مناسب براي ساخت تجهيزات آسانسور فضايي برخوردارند، زيرا وزن شان بسيار کم است و استحکام شان صد برابر فولاد است. دوم عرضه فناوري هاي لازم براي ساخت و بهره برداري از چنين ساختارهاي بلندي در فضا. سوم توليد مواد سبک و چندسازه (کامپوزيت) براي ساخت برج هاي مرتفع. هرچند امروزه مي توان با استفاده از مواد مناسب و روش هاي جديد بناهايي به ارتفاع چند کيلومتر ساخت اما با استفاده از مواد بهتر مي توان از هزينه ها کاست و ساخت برج هاي بلند را اقتصادي تر کرد. چهارم ابداع سيستم هاي پيشران الکترومغناطيسي با سرعت زياد که بتوان از آن در سيستم هاي حمل و نقل بار و مسافر استفاده کرد. شايد اين سيستم ها مشابه سيستم هاي اتوبوس هاي برقي باشد که امروزه در فرودگاه ها براي انتقال مسافران بين پايانه هاي مسافربري به کار مي رود. اين سيستم هاي مسافربري با ريل ها تماس ندارند بلکه در فضاي بالاي ريل ها شناورند و توسط مگنت هايي به حرکت درمي آيند و به همين دليل اين سيستم حمل و نقل بخش هاي متحرک ندارد. اين مزيت به آسانسور امکان مي دهد بدون اصطکاک و سايش ناشي از آن به سرعت هاي زياد برسد. پنجم ابداع زيرساخت هاي لازم براي توليد تجهيزات فضايي لازم و انتقال آنان از زمين به مدار. هم اکنون علاوه بر فناوري هاي لازم (که برخي در دسترس اند و برخي هنوز ابداع نشده اند) هزينه هاي زياد ساخت آن نيز از جمله يکي از مهم ترين موانع محسوب مي شود اما برخي کارشناسان مي گويند هزينه هاي زياد ساخت يک آسانسور فضايي را مي توان با توجه به ميزان زياد استفاده از آن و کاربردهاي آن در انتقال مسافر، محموله هاي فضايي و انتقال گردشگران به فضا توجيه کرد.
مي گويند در يکي از سخنراني هاي آرتور سي کلارک يکي از حاضران از وي پرسيد روياي ساخت آسانسورهاي فضايي کي محقق مي شود؟ وي در پاسخ گفت؛ «50 سال پس از آنکه اين فکر براي کسي خنده دار نبود.»
منبع : اعتماد