مقدمه: چشماندازی تازه برای مهاجرت انسانی به ستارگان
در آبان ۱۴۰۳ (نوامبر ۲۰۲۴)، پروژه «هایپریون» به عنوان یک کارگروه بینالمللی متشکل از معماران، مهندسان، انسانشناسان و شهرسازان، یک رقابت طراحی را با هدف آینده سفر میانستارهای سرنشیندار آغاز کرد. این رخداد توسط «انجمن مطالعات میانستارهای» (Initiative for Interstellar Studies – i4is) که سازمانی غیردولتی و علمی در انگلستان است، میزبانی شد. هدف آن توسعه فناوری و مسیرهایی است که اکتشاف و سکونت سیارههای فراخورشیدی نزدیک با رباتها و نهایتاً انسانها را ممکن میسازند.
در این رقابت، طراحان از سراسر جهان باید با بهرهگیری از فناوریهای حال حاضر و قابل تحقق آینده نزدیک، مفاهیمی نوآورانه برای «کشتیهای نسلی» (Generation Ships – سفینههایی برای اقامت و زادآوری چندین نسل در سفرهای هزاران ساله) ارائه میدادند. مجموع جوایز رقابت بالغ بر ۱۰ هزار دلار تعیین شد و از تیمها خواسته شد راهحلی علمی، مهندسیشده و اجتماعمحور برای مهاجرت چندصدساله انسانها به یک سیاره قابلزیست دیگر ارائه کنند.
زمینه علمی: چالشها و پیشینه سفر میانستارهای
سفر فضایی همواره با پیچیدگیهای فناورانه و خطرات محیطی اعم از پرتوزایی، محدودیت منابع، و نیاز به سیستمهای بقا (Life Support Systems) پایدار همراه بوده است. زمانی که صحبت از سفر میانستارهای میشود، دشواریها جهشی چشمگیر پیدا میکنند. حتی نزدیکترین ستاره به زمین (آلفا قنطورس)، با پیشرفتهترین فناوریهای رانش فعلی، فاصلهای دارد که طی آن هزاران سال ممکن است طول بکشد.
یکی از معدود گزینههای موجود برای سفر میانستارهای در طول عمر انسانی، رانش با انرژی هدایتشده (مانند لیزرها و بادبانهای نوری) است. پروژههایی همچون Breakthrough Starshot نشان میدهد که با این روش میتوان ریزکاوشگرهایی را با سرعتهای قابل توجه—اما نه برای سرنشینان انسانی—به سوی نزدیکترین منظومه ستارهای فرستاد.
نظریه «کشتیهای نسلی» یا «سفینههای نسل به نسل» از اوایل قرن بیستم در ادبیات علمیتخیلی و پژوهشهای مفهومی مطرح شد. از مقاله «مهاجرت نهایی» رابرت گادارد (۱۹۱۸), که پدر موشکی نامیده میشود، تا ایدههای پیشگامانی چون کنستانتین تسیولکوفسکی و J.D. Bernal، همگی بر احتمال ساخت زیستبومهای فضایی خودکفا برای اقامت و رشد انسانها طی صدها تا هزاران سال تأکید داشتند.
پیشرفتهای تاریخی و مفاهیم پیشنهادی برای کشتیهای نسلی
از دهه ۱۹۴۰ تاکنون، ایدههای نوآورانهای در حوزه نیروی محرکه و زیستبومهای بسته ارائه شدهاند؛ از سوخت هستهای ضربهای (Nuclear Pulse Propulsion) تا بررسی سیستمهای رانش پادماده (Antimatter Propulsion) توسط نهادهایی چون ناسا (NIAC). پروژههایی چون Orion, Daedalus و Icarus هر کدام گامهایی تجربی در مسیر عملیسازی سفرهای بسیار دور برداشتهاند. همچنین، مدلسازیهای محاسباتی پیشرفته (مانند نرمافزار HERITAGE) پارامترهایی همچون جمعیت حداقلی، تنوع ژنتیکی، حجم محیط زیستی و پایداری طولانیمدت را از منظر علمی بررسی کردهاند.
ساختار رقابت و معیارهای سنجش ایدهها
تیمهای شرکتکننده باید متشکل از معمار، مهندس و یکی از علوم اجتماعی (انسانشناس، جامعهشناس و غیره) باشند تا ابعاد مختلف پایداری فضایی را در نظر بگیرند. کشتیهای طراحیشده میبایست چندین نسل (حدود ۱۰۰۰ +/- ۵۰۰ نفر) را در محیطی بسته اما قابل زندگی، تأمین غذا، آب، اکسیژن، بازچرخانی مواد زائد، شبیهسازی گرانش (معمولاً از طریق چرخش)، انتقال دانش و فرهنگ، و بسترهای اجتماعات زنده فراهم آورند.
بعلاوه، برای تطابق با اهداف رقابت و سناریوی سفر به نزدیکترین سیاره فراخورشیدی قابلزیست (پروکسیما b) در فاصله ۴٫۲۵ سال نوری، میبایست سرعتی تا ۱۰٪ سرعت نور (۰٫۱c) متصور میشدند تا در بازهای حدود ۲۵۰ سال به مقصد برسند.
برندگان: معرفی سه مفهوم برتر برای کشتیهای نسلی میانستارهای
رتبه اول: Chrysalis
تیم ایتالیایی Chrysalis با بهرهگیری از تخصص معماران، دانشمندان اقتصاد، مهندسان محیطزیست، اخترفیزیکدانان و روانشناسان، ساختاری مدولار و استوانهای را پیشنهاد داد که بخش جلویی آن حداقلی است؛ هدف کاهش مخاطرات برخورد با ریزشهابها و بقایای فضایی. این کشتی ۵۸ هزار متر طول و ۶ هزار متر قطر دارد و جمعاً ۲٫۴ میلیارد تُن جرم دارد. پیشرانش بهکارگرفتهشده «موتور همجوشی مستقیم» (Direct Fusion Drive) با سوخت هلیوم-۳ و دوتریوم است تا در نهایت شتابی معادل ۰٫۱g (نزدیک به ۱ متر بر ثانیه مربع) فراهم شود.
زیستگاههای داخل، شامل لایههای چرخان هممحور برای القای گرانش، از سطوح خارجی (کشاورزی و اکوسیستم) تا هسته مرکزی (امکانات و انبارها) سازمان یافتهاند. این ساختار قابلیت انعطاف و رشد جمعیت را داشته و «گنبد کیهانی» در رأس آن، فضایی منحصربهفرد برای مشاهده کیهان و فعالیتهایی با جاذبه کم فراهم میکند.
بر پایه ارزیابی هیئت داوران i4is: «Chrysalis به خاطر انسجام سطح سیستمی و طراحی نوآورانه پوستههای مدولار زیستگاه، همچنین عمق فنی خارقالعاده—از جمله تولید صنعتی در فضا و مهارتآموزی خدمه قبل از مأموریت در شرایط مشابه قطب جنوب—مورد تحسین قرار گرفت.»
رتبه دوم: WFP Extreme
تیم WFP Extreme، با هدایت دکتر مایکل کراچیک از دانشگاه صنعتی کراکوف و همکاری متخصصین طراحی محیطهای شدید، مدل دوحلقهای معکوسگردان ارائه داد که با محور مرکزی متصل میشود. هر حلقه ۵۰۰ متر قطر داشته و در هر کدام سه ناحیه زندگی و کار طراحی شده است. سیستم چرخش ضدجهت حلقهها برای مینیمایز اثر کوریولیس و ایجاد جاذبه مصنوعی بوده و محور مرکزی حاوی مزارع هیدروپونیک، ایستگاههای کنترل و زیرساختهای انرژی است.
راهروها و آسانسورها امکان ارتباط و تعامل فرهنگی میان نواحی مختلف را فراهم میکنند و امکانات اجتماعی، سکونتی و زیربنایی برای پشتیبانی چندین نسل فراهم است.
این تیم با توجه ویژه به ابعاد فرهنگی و معنوی، از جمله طراحی فضاهای عبادت، پوشاک و المانهای شخصیسازی و افزودن راهکاری خلاقانه نظیر «کپسول تاکسی» جهت حملونقل داخلی، بازخورد مثبت داوران را کسب کرد.
رتبه سوم: Systema Stellare Proximum
سومین طرح برتر ایدهای بدیع از تلفیق مهندسی مکانیک، پزشکی و طراحی گرافیک است؛ سفینهای با دو حلقه چرخان استنفورد (Stanford Torii) داخل هسته توخالی سیارک. سیستم ناوبری مبتنی بر هوش مصنوعی و کوانتوم، پیشرانش اولیه هستهای ضربهای و رانش ثانویه یون، محور اصلی فناوریهای آن است. بخش حفاظتی بیرونی از فرم زنگولهمانند عروس دریایی الهام گرفته و با تکنولوژیهای خودترمیمی و رباتهای سطحی برای ترمیم دائمی مجهز است.
این سفینه ضمن استفاده از بیومیمیکری در پیشرانش پلاسما و حفاظت، شبکه حسگرهای یکپارچه برای پایش محیط، دادههای منابع و تهدیدات را جمعآوری کرده و سیستم ناوبری تطبیقی بر این مبنا دارد. اکوسیستم داخلی مدولار، مشابه برخی گونههای عروس دریایی، قابلیت رشد و بازآرایی دارد و پشتیبانی زیستفناورانه آن بر پایه بازیافت کامل (سیستم biorenegerative) و افزودن کشاورزی آبزی (برای تامین پروتئین و چربیهای ضروری) است. سامانه دفاعی لیزری نیز برای انهدام ریزشهابهای غیرقابل بلوک طراحی شده است.
هیئت داوران عملکرد Systema Stellare Proximum را نه تنها از نظر فنی بلکه از حیث روایت اجتماعی و فرهنگی و انسجام عناصر، «یک تجربه داستانی فراگیر» نامیدند که جریان پویای ارزشها، انسجام جمعیتی و همچنین الهام از فرم زیستی طبیعت را به رخ میکشد.
چشمانداز فناوری و آینده سفر میانستارهای نسلبهنسل
تجارب رقابت اخیر نه تنها الهامبخش آینده سفرهای فضایی است، بلکه عواملی همچون پایداری، تعامل میان علوم، نیاز به زیستبومهای بسته و انعطافپذیر، و حفاظت خدمه در برابر خطرات محیطی را بیش از پیش پررنگ میکند. فناوریهایی مانند پیشرانهای همجوشی، سیستمهای بازیافت کامل زیستی، شبیهسازی گرانش و هوش مصنوعی کوانتومی، مسیرهای نوینی برای توسعه فضاپیماهای سرنشیندار میانستارهای میگشایند.
به علاوه، با جهتیابی پژوهش ها به سوی روشهای نوین الهامگرفته از طبیعت (بیومیمیکری)، اشکال زیستی و تعادل بومشناختی بهعنوان ستونهای اصلی طراحی فضاپیماها مطرح میشوند.
نتیجهگیری
رقابت بینالمللی طراحی کشتیهای نسلی پروژه Hyperion نشان داد که ادغام مهندسی، معماری و علوم اجتماعی، میتواند راهکارهایی عملی، نوآورانه و الهامبخش برای رفع چالشهای سفر میانستارهای فراهم آورد. سه ایده ممتاز ارائهشده، نه فقط ابتکاری در ابعاد فناورانه، بلکه رویکردی انسانی و اجتماعاتمحور را دنبال میکنند که لازمه موفقیت سفرهایی اینچنین بلندمدت است. با پیشرفت سریع فناوریها و ارتقاء درک ما از نیاز انسانها در محیطهای فضایی، تحقق رؤیای رسیدن به ستارگان، بیش از هر زمان دیگر به واقعیت نزدیک شده است.