با کریسالیس آشنا شوید؛ فضاپیمای عظیم‌الجثه چندنسلی برای مأموریت ۴۰۰ ساله به آلفا قنطورس
برای موجوداتی با قد و عمر مشابه انسان، کیهان از وسعت تقریبی بی‌پایانی برخوردار است؛ آن‌قدر بزرگ که برای رسیدن به نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای باید این حقیقت تلخ را بپذیریم که پیش از آنکه به مقصد برسیم، پیری بر ما چیره خواهد شد.
تا به امروز، تمرکز بشر بر این بوده است که سرعت فضاپیماها را افزایش دهد و سفینه های سبکی بدون سرنشین را به فضا بفرستد تا شاید بتوانند در زمان حیات انسان به مقصود رسند. اما اگر روزی اراده کنیم که انسان‌ها را به یک منظومه ستاره‌ای بفرستیم یا سفرهای دوردست انجام دهیم، باید بپذیریم که ممکن است این سفرها چندین نسل به درازا بینجامند.
با وجود محدودیت‌های فیزیکی، نویسندگان داستان‌های علمی–تخیلی در گذشته‌های دور ایده «فضاپیماهای چندنسلی» را به تصویر کشیده‌اند. اصل این مفهوم ساده است: طراحی فضاپیمایی که بتواند یک جامعه کوچک انسانی را برای هر تعداد نسلی که لازم باشد تا به مقصد برسند، در خود جای دهد. ولی اجرای این ماموریت از نظر عملی، چالشی پیچیده به‌حساب می‌آید.
اکنون دانشمندان در مسابقه‌ای به نام پروژه هایپریون، به بررسی قابلیت اجرا شدن فضاپیماهای چندنسلی پرداخته‌اند و طراحی‌هایی ارائه کرده‌اند که نشان‌دهنده چگونگی رساندن انسان‌ها به سیاره‌ای فرضی و قابل سکونت است که سفر به آن، حداقل ۲۵ سال طول خواهد کشید.
تیم برنده، فضاپیمایی با نام «کریسالیس» (Chrysalis) را طراحی کرده که قادر است در سفری به‌مدت بیش از چهار قرن، هزاران نفر را به آلفا قنطورس، نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به زمین، منتقل کند. طراحی ظاهری این فضاپیما بسیار ساده به‌نظر می‌رسد و به شکل یک استوانه بزرگ است.
طراحی کریسالیس به شکل استوانه‌ای و ساده بوده و از بخش‌های چرخان برای تولید گرانش مصنوعی بهره می‌برد.
در حالی که سایر طرح‌ها با پیچیدگی‌های بیشتری همراه بودند، تیم طراح کریسالیس با طراحی ساده، ایمنی سرنشینان را در زمان شتاب‌گیری تا ۰٫۰۱ درصد سرعت نور حفظ کرده است. آن‌ها اشاره می‌کنند: «شکل استوانه‌ای بلند و هندسه کلی آن، سطح مواجهه با ذرات میکروسکوپی فضا را به حداقل می‌رساند و از تنش‌های ساختاری در طول مراحل تسریع و کاهش سرعت می‌کاهد. قسمت عمده جرم فضاپیما به سوخت مایع اختصاص دارد که در مخازن استوانه‌ای قرار دارد و برای مراحل شتاب‌دهی و تا حدودی کاهش سرعت استفاده می‌شود. بخش سکونت، در هسته داخلی قسمت جلویی قرار دارد.»
این فضاپیما برای مقابله با چالش‌هایی که انسان‌ها در غیاب گرانش درازمدت ممکن است با آن رو‌به‌رو شوند، از پوسته‌های چرخان داخلی برای ایجاد جاذبه مصنوعی در نظر گرفته شده است. این قابلیت تنها در فضاپیماهای بزرگ قابل انجام است، چرا که در سازه‌های کوچکتر ممکن است به ناراحتی و حتی مشکلات سلامتی منجر شود.
جان پیچ، استاد ارشد مهندسی مکانیک و ساخت در دانشگاه نیو ساوت ولز، در این زمینه توضیح می‌دهد: «هرچه فضاپیما کوچکتر باشد، نیاز به سرعت چرخش آن بیشتر خواهد بود، بنابراین برای ایجاد گرانش، فضاپیما باید بزرگتر باشد و به آرامی بچرخد. هرچه دیسک بزرگتر باشد (قسمتی که به صورت گرد یا حلقه‌ای درون یا بخشی از سفینه برای تولید گرانش مصنوعی می‌چرخد)، چرخش کندتر خواهد بود. این روش از ناهنجاری شدید در گرانش بین سر و پا که می‌تواند باعث تجمع خون در پا و ایجاد سرگیجه شود، جلوگیری می‌کند.»
بیشتر بخوانید
ایجاد ساختاری که بتواند در آغاز بیش از هزار انسان را در خود جای دهد (و با گذر زمان و به‌واسطه تولید نسل‌های جدید، این تعداد افزایش یابد) کار بسیار بزرگی است. وزن کل این سفینه حدود ۲٫۴ میلیارد تن برآورد می‌شود و جهت‌گیری آن به طول بیش از ۵۸ کیلومتر در نظر گرفته شده است. به همین دلیل پیشنهاد شده که از نقطه لاگرانژ ۱ در میان زمین و ماه آغاز به ساخت آن شود. ناسا توضیح می‌دهد: «نقاط لاگرانژ مناطق خاصی در فضا هستند که نیروهای گرانشی یک سیستم دوجسمی چون خورشید و زمین موجب تشکیل نواحی دافعه و جذب می‌شود. این نقاط می‌توانند به فضاپیماها کمک کنند تا با صرف حداقل سوخت، در یک موقعیت ثابت باقی بمانند.»
