مدلسازی یک روش عملی برای ایجاد زیستگاه‌های فضایی قابل سکونت
اگرچه ما نمی‌توانیم شهرهای فضایی را روی سطح سیارک‌ها یا حتی در داخل آنها بسازیم، اما می‌توان آنها را از داخل به بیرون چرخاند تا به حلقه‌های شهری و زیستگاه‌های غول پیکر چرخان برای انسان تبدیل شوند.
به گزارش سیناپرس اردبیل، تیمی از دانشمندان گرد هم آمدند تا راهی عملی برای تبدیل سیارک‌ها به زیستگاه‌های فضایی، با چرخاندن آنها به سمت داخل و ایجاد حلقه‌های شهری غول پیکر چرخان به اندازه جزیره مان‌هاتان پیدا نمایند. چالشی که آنها برای خود ایجاد کردند چگونگی ایجاد یک زیستگاه فضایی به اندازه یک شهر بود که مردم بتوانند به طور دائم در آن زندگی کنند، شهری بدون وسعت عظیم و چالش انتقال همه مواد مورد نیاز آن از زمین به فضا.
آدام فرانک، یکی از محققان اصلی این پژوهش و پروفسور فیزیک و نجوم، می‌گوید: «سیارک‌ها نشان‌دهنده انبوهی از مواد هستند. همه آن کوه‌های پرنده که به دور خورشید می‌چرخند، ممکن است مسیری سریع‌تر، ارزان‌تر و مؤثرتر برای ساخت شهرهای فضایی فراهم کنند. فقط مشکل اینجاست که آنها به اندازه کافی بزرگ نیستند که بتوانند مقدار مفیدی از گرانش را ایجاد کنند. دوره های طولانی در گرانش صفر یا کم باعث ایجاد طیف وسیعی از مشکلات برای سلامتی فضانوردان می‌شود. بنابراین تیم تحقیقاتی بر روی میزان گرانش حداقل 0/3 گرم، یک سوم یا کم‌تر از میزان گرانشی که در مریخ برای انسان وجود دارد، تمرکز کرد.
برای ایجاد مقداری جاذبه، می‌توانید یک سیارک با اندازه مناسب را به طور بالقوه توخالی کنید و آن را مانند یک ایستگاه حلقه‌ای بچرخانید و با استفاده از نیروی گریز از مرکز آن، گرانش حدود 0/3 گرم را در آن ایجاد کنید. سپس، می توانید شهر خود را به طور کامل در سیارک در حال چرخش بسازید. مطمئناً، آنجا تاریک است، اما سنگ از مردم در برابر تشعشعات مضر، فضایی محافظت می‌کند.
موضوع دیگر این است که اکثر سیارک‌ها ساختار سنگی جامد ندارند – حداقل، تعداد قابل توجهی از سیارک‌های منظومه شمسی- تیم تحقیقاتی به بررسی ترکیب کوه‌های پرنده محلی در منظومه پرداخته و دریافت که بیشتر آنها کم و بیش انبوهی از قلوه سنگ‌ها و مجموعه‌ای از سنگ‌های بزرگ و کوچک هستند که به دلیل جاذبه متقابل خود به‌طور ضعیفی در کنار هم قرار گرفته‌اند. یکی از این چیزها را خالی کنید و آن را بچرخانید، و زمینی که می‌خواهید در داخل سیارک ایجاد کنید، فقط به فضا پرت شده و ناپدید می‌شود.
سوال اینجاست که این تیم چگونه می‌توانند شهر دوستدار انسان را روی تلی از آوارهای فضایی بسازند؟ در پاسخ باید گفت آنها با چسباندن آن در یک کیسه غول پیکر، می‌توانند این کار را انجاکم دهند. کیسه‌ای استوانه‌ای شکل که کمی بزرگتر از خود سیارک است و از یک شبکه نانوالیاف کربنی انعطاف پذیر، فوق سبک و فوق العاده قوی ساخته شده است. پیتر میکلاوچیچ، محقق اصلی و دانشجوی دکترا، می‌گوید: «این نسبت به جرم قلوه سنگ و زیستگاه آن بسیار سبک خواهد بود، در عین حال به اندازه کافی قوی است که همه چیز را کنار هم نگه دارد».
این تیم تحقیقاتی تصمیم گرفت این فرآیند را در اطراف یک سیارک کوچک با شعاع 300 متر (984 فوت) مدل کند. این سیارک در یک کیسه نانوالیافی به اندازه‌ای پیچیده می‌شود که به‌صورت کامل دور خود سیارک بپیچد، اما برای انبساط، به سبک آکاردئونی، تا شعاع حدود 3 کیلومتر باز می‌شود. سپس، زمان شروع به چرخاندن سیارک و چرخاندن آن از داخل به بیرون فرا رسیده است. تیم تصمیم گرفت که این کار با استفاده از توپ‌های قلوه سنگی نیرو گرفته از (انرژی) خورشیدی، متصل به سطح بیرونی شبکه، امکان پذیر نماید که با استفاده از کمربندها یا تسمه‌های حامل تکه‌هایی از آوار سیارک را گرفته آنها را به صورت مماس به فضا پرتاب نموده و در قسمت عمده سیارک داخل گشتاور ایجاد می‌کند.
بسته به میزان انرژی خورشیدی موجود، تعداد توپ‌های آواری که دارید و تکه‌های آواری که پرتاب می‌کنید چقدر است، تیم فرمولی ایجاد کرد تا تعیین کند که چقدر طول می‌کشد تا شیء به نوع خود بچرخد. سرعتی که برای گرانش مصنوعی مفید نیاز دارید. برای مثال به اندازه سیارک بن‌نو، تیم دریافتند که عملاً می‌توان آن را در عرض چند ماه به سرعت مورد نظر رساند.
فرانک می‌گوید: «بر اساس محاسبات ما، یک سیارک با قطر 300 متر می‌تواند به یک زیستگاه فضایی استوانه‌ای با حدود 9/56 کیلومتر مربع مساحت زندگی تبدیل شود که این تقریباً به اندازه جزیره منهتن است».
به گفته تیم تحقیقاتی، «تنش حلقه‌ای» که روی شبکه نانوالیاف کربنی قرار می‌گیرد، در محدوده بسیاری از مصالح ساختمانی موجود است، حتی اگر با یک سیارک با شعاع 500 متری شروع به چرخش نماید. یعنی به اندازه کافی سریع بالا می‌رود تا گرانش مصنوعی کامل 1 گرمی معادل زمین به شما بدهد.
بنابراین تیم نتیجه‌گیری کرد چرخاندن سیارک‌ها از داخل به بیرون در کیسه‌های شبکه‌ای نانوالیافی روشی امکان‌پذیر برای پی‌ریزی پایه‌های یک شهر فضایی است و به نظر می‌رسد روشی بسیار ارزان‌تر و ساده‌تر از زمانی است که شما سعی می‌کردید برای ساختن یک شهر فضایی همه چیز را از زمین تهیه کنید.
فرانک می‌گوید: «بدیهی است که هیچ‌کس به این زودی شهرهای سیارکی را نخواهد ساخت، اما فناوری‌های مورد نیاز برای انجام این نوع مهندسی، قوانین فیزیک را زیر پا نمی‌گذارند. ایده شهرهای سیارکی ممکن است خیلی دور به نظر برسد اما در سال 1900 هم هیچ کس با هواپیما پرواز نکرده بود، اما بعد آن هزاران نفر به راحتی روی صندلی‌ها نشسته‌اند و با سرعت صدها مایل در ساعت، مایل‌ها بالاتر از سطح زمین حرکت کردند. شهرهای فضایی ممکن است در حال حاضر مانند یک فانتزی به نظر برسند، اما تاریخ نشان می دهد که یک قرن یا بیشتر پیشرفت فناوری می‌تواند چیزهای غیرممکن را ممکن کند.
این تحقیق در مجله Frontiers in Astronomy and Space Sciences منتشر شده است.
منبع: New Atlas
مترجم: تقی قاسمی
