🔘 شاید به‌زودی فناوری لازم برای رسیدن به سایر منظومه‌های ستاره‌ای را داشته باشیم🌌 در این طرح مفهومی…

🔘 شاید به‌زودی فناوری لازم برای رسیدن به سایر منظومه‌های ستاره‌ای را داشته باشیم🌌 در این طرح مفهومی هنری، سیاره فراخورشیدی LHS 1140 b در پیش‌زمینه نشان داده شده است که توسط جوی غنی از هلیوم احاطه شده است. اعتبار تصویر: Melissa Weiss/CfA ¹★ تأیید اخیر وجود جو در اطراف یک سیاره فراخورشیدی صخره‌ای به نام LHS 1140b، موجی از علاقه و هیجان را در جامعه اخترشناسی ایجاد کرده است. این سیاره در کمربند حیات (منطقه قابل سکونت) حول ستاره مادر خود می‌چرخد؛ یک کوتوله سرخ که در فاصله ۴۸ سال نوری از زمین قرار دارد. ²★ کمربند حیات منطقه‌ای در اطراف ستاره است که دما در آن برای باقی ماندن آب به صورت مایع در سطح سیاره کاملاً مناسب است. اخترشناسان خروج و فرار هلیوم از بخش‌های بالایی جو LHS 1140b را کشف کردند. اما ترکیبات شیمیایی سنگین‌تر مانند آب — که عنصر کلیدی حیات است — می‌توانند در سطوح پایین‌تر جو آن وجود داشته باشند. RealClearScience+ ‏1³★ مشاهده سیارات فراخورشیدی دوردست با استفاده از تلسکوپ‌ها، درهای جدیدی را به روی علم می‌گشاید؛ اما آیا هرگز امکان‌پذیر خواهد بود که به این جهان‌ها سفر کنیم و آنها را از نزدیک مورد مطالعه قرار دهیم؟ اگرچه این موضوع تا کنون عموماً در قلمرو داستان‌های علمی-تخیلی دیده می‌شد، اما فناوری‌های نوظهور به ما اجازه می‌دهند آینده‌ای را تصور کنیم که در آن انجام چنین مأموریت‌هایی در دهه‌های پیش رو امکان‌پذیر باشد.⁴★ توجه ویژه‌ای به فضاپیماهای مینیاتوری (بسیار کوچک) برای سفرهای بین‌ستاره‌ای وجود دارد. دلیل اصلی این است که شتاب دادن و فرستادن یک فضاپیمای کوچک به منظومه ستاره‌ای دیگر — به‌طوری که در طول عمر یک انسان به آنجا برسد — بسیار آسان‌تر و ارزان‌تر از انجام همین کار برای یک فضاپیمای بزرگ است.⁵★ مینیاتوری‌سازی (کوچک‌سازی) حسگرها پیشرفت‌های بزرگی به خود دیده است؛ به عنوان مثال از طریق فناوری گوشی‌های هوشمند، که در آن دوربین‌های فوق‌العاده توانمند با جرم، توان مصرفی و حجم کم به‌طور روزمره استفاده می‌شوند. پژوهشگران حتی «گرد و غبار هوشمند» (Smart Dust) را توسعه داده‌اند: حسگرهایی در مقیاس میلی‌متری یا کوچک‌تر که می‌توانند نور، دما یا مواد شیمیایی را شناسایی کنند.⁶★ خود کاوشگر فضایی به نوعی پیشران نیاز دارد که بتواند آن را تا سرعت‌های نسبیتی ملایم، مثلاً ۱۰ تا ۲۰ درصد سرعت نور، شتاب دهد. پس از یک زمان سفر چند دهه‌ای، حسگرها بدون توقف از میان منظومه ستاره‌ای هدف عبور می‌کنند، مشاهدات درجا (In situ) را انجام می‌دهند و سپس داده‌ها را بسیار به آرامی به زمین مخابره می‌کنند.⁷★ این تصویر کاملاً شبیه به «پیشتازان فضا» (Star Trek) نیست، اما ایده‌ای کاملاً موجه و علمی است که به ما امکان می‌دهد ستاره‌های همسایه و سیارات آنها را از نزدیک مطالعه کنیم. این نوع طرح مفهومی به‌طور فعال توسط یک سرمایه‌گذاری خیریه معروف به نام Breakthrough Starshot دنبال شده است. این برنامه فناوری‌های کلیدی مورد نیاز برای سفر بین‌ستاره‌ای با استفاده از کاوشگرهای کوچک را مورد بررسی قرار داده است.⁸★ بادبان‌های نوری (Light sails) به عنوان یکی از مناسب‌ترین اشکال پیشران برای چنین مأموریتی شناخته می‌شوند. همان‌طور که از نامش پیداست، این بادبان‌ها غشاهای بازتابنده بسیار نازکی هستند.⁹★ برای سفر بین‌ستاره‌ای، می‌توان از انرژی هدایت‌شده لیزر برای پیش‌بردن فضاپیما به جلو استفاده کرد. فوتون‌ها — کوانتوم‌های انرژی که نور از آنها تشکیل شده است — علاوه بر انرژی، تکانه را نیز منتقل می‌کنند. بنابراین، وقتی نور از روی یک آینه بازتاب می‌شود، فشاری بر آن آینه وارد می‌کند.¹⁰★ در بیشتر شرایط، فشار ناشی از نور به‌قدری کوچک است که قابل احساس نیست. با این حال، برای یک پرتو نور به اندازه کافی شدید و یک آینه غشایی فوق سبک، فشار نور می‌تواند به عنوان وسیله‌ای برای پیشرانش فضاپیما عمل کند.¹¹★ برای شتاب دادن به یک بادبان نوری تا سرعت‌های نسبیتی، به لیزری بسیار عظیم با توان مؤثر چند ده گیگاوات نیاز است. این یک دستگاه واحد نخواهد بود؛ بلکه احتمالاً شامل آرایه‌ای از دستگاه‌های لیزری مجزا است که با هم همگام شده‌اند تا یک پرتو نور هموس (کوهرنت) تولید کنند.✨ شتاب به سوی ستاره‌ها¹²★ هل دادن یک بادبان نوری بازتابنده با عرض چند متر توسط چنین لیزری، بادبان را تنها در عرض چند دقیقه به سرعت کروز (سرعت نهایی) خود می‌رساند.¹³★ مزیت سیستم‌های پیشران پرتو-توان این است که مجموعه لیزر روی زمین (یا مدار) باقی می‌ماند و تنها یک محموله کوچک به سمت ستاره‌ها شتاب می‌گیرد. در مقابل، موشک‌های متعارف مجبورند سوخت پیشران خود را حمل کنند که این موضوع آنها را برای چنین مأموریت‌های فوق‌العاده پرانرژی در موقعیت بسیار نامساعدی قرار می‌دهد.