في 14 يوليو 2015 م آفاق جديدة صنعت المهمة التاريخ عندما أصبحت أول مركبة فضائية روبوتية تقوم بتحليق بلوتو. في 31 ديسمبر 2018 ، صنعت التاريخ مرة أخرى من خلال كونها أول مركبة فضائية تلتقي بكائن حزام كويبر (KBO) - Ultima Thule (2014 MU69). بالإضافة إلى ذلك ، فإن فوييجر 2 انضم المسبار مؤخرا التحقيق شقيقته (فوييجر 1) في الفضاء النجمي.
وبالنظر إلى هذه الإنجازات ، من المفهوم إعادة النظر في المقترحات المتعلقة بالبعثات بين النجوم مرة أخرى. ولكن ماذا ستستلزم مثل هذه المهمة ، وهل تستحق حتى؟ نشر كلفن ف. لونج ، المؤسس المشارك لمبادرة الدراسات بين النجوم (i4iS) ومؤيد رئيسي للرحلة بين النجوم ، مؤخرًا ورقة تدعم فكرة إرسال بعثات روبوتية إلى أنظمة النجوم القريبة لإجراء استطلاع في الموقع.
ظهرت الورقة التي تحمل عنوان "تحقيقات بين النجوم: فوائد علم الفلك والفيزياء الفلكية" على الإنترنت مؤخرًا. تلخص الورقة المواد التي سيقدمها لونغ في ندوة IAA 47 حول المستقبل لعلم الفلك والبعثات العلمية في النظام الشمسي - وهو جزء من المؤتمر الدولي 70 للملاحة الفضائية - في 10 أكتوبر 2019 ؛ على وجه التحديد ، الجلسة التي تتناول استراتيجيات وخطط وكالة الفضاء.
للبدء ، يوضح لونغ كيف كان لعلم الفلك / الفيزياء الفلكية (ولا سيما حيث تم تضمين التلسكوبات الفضائية) واستكشاف الفضاء باستخدام المسابر الروبوتية تأثير عميق على جنسنا البشري. كما شرح لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"لقد فتح المسعى الفلكي آفاقنا من المعرفة حول أصل وتطور النظام الشمسي والمجرة والكون الأوسع. إنه نشاط قام به البشر لعشرات الآلاف من السنين التي يمكن القول إنها تتطلع نحو النجوم ، وشجعوا فضولنا. لم نتمكن من لمس النجوم أبدًا ، ولكن يمكننا أن ننظر إليها ، وأعطتنا الأجهزة القدرة على النظر إليها عن قرب. ثم ساعدنا اكتشاف الطيف الكهرومغناطيسي على فهم الكون بطريقة لم نقم بها من قبل ".
في الوقت الحاضر ، اقتصرت جهود البشرية لدراسة الكواكب والأجرام السماوية مباشرة بالكامل على النظام الشمسي. سافر أبعد البعثات الروبوتية ( فوييجر 1 و 2 المجسات الفضائية) كانت إلى الحافة الخارجية للهيبة الشمسية ، الحدود بين نظامنا الشمسي والوسط النجمي.
لقد علمتنا كل هذه المهام الكثير عن تكوين الكواكب ، وتاريخ وتطور نظامنا الشمسي ، وعن كوكب الأرض نفسه. وفي العقود الأخيرة ، نشر بعثات مثل هابل ، سبيتزر ، شاندرا ، كبلر ، و ال ساتل مسح الكواكب الخارجية العابر كشفت (TESS) عن آلاف الكواكب خارج نظامنا الشمسي.
وبطبيعة الحال ، أدى ذلك إلى تجديد الاهتمام بتركيب المهام التي ستكون قادرة على استكشاف الكواكب خارج المجموعة الشمسية مباشرة. بنفس الطريقة التي مثل المهام رسول, جونو, فجرو آفاق جديدة لقد استكشفوا عطارد والمشتري وسيريس وفيستا وبلوتو ، على التوالي ، ستكون هذه المهام مسؤولة عن سد الفجوة بين النجوم ونقل الصور والبيانات من الكواكب البعيدة.
"السؤال هو هل نحن مقتنعون بمجرد النظر إليهم من بعيد أم نود الذهاب إلى هناك؟" قال لونغ. "تقدم المسابر الفضائية ميزة واضحة على الاستشعار عن بعد البعيد المدى ، وهي إمكانية إجراء تحقيقات علمية مباشرة في الموقع من المدار أو حتى على السطح. في عالم حيث يتم اختزال الأرض وحتى نظامنا الشمسي إلى مجرد نقطة زرقاء باهتة بين الفراغ ، فإننا سنكون مجانين لا نحاول يومًا ما ".
ولكن بطبيعة الحال ، فإن احتمال استكشاف أنظمة شمسية أخرى يمثل بعض الصعوبات الرئيسية ، وليس أقلها التكلفة. لوضع ذلك في الاعتبار ، يكلف برنامج Apollo ما يقدر بـ 25.4 مليار دولار أمريكي ، والذي يصل إلى 143.7 مليار دولار عند تعديله للتضخم. لذا فإن إرسال سفينة إلى نجم آخر يشبه الترليونات.
ولكن كما أوضح لونغ ، يمكن تلخيص كل هذه التحديات في فئتين. الأول يعالج حقيقة أننا نفتقر إلى النضج التكنولوجي الضروري:
"مثل جميع المركبات الفضائية ، سيحتاج مسبار الفضاء بين النجوم إلى طاقة ودفع وأنظمة أخرى لتحقيق مهمته والوصول بنجاح إلى هدفه والحصول على بياناته. إن بناء مركبة فضائية يمكن أن تسير بسرعة كافية لإنجاز الرحلة إلى أقرب النجوم في حياة بشرية معقولة وكذلك تشغيل أنظمة الدفع هذه ، ليس سهلاً ويتجاوز أداء أي تقنية أطلقناها في الفضاء حتى الآن بعدة أوامر من الحجم. ومع ذلك ، فإن المبادئ الأساسية التي يمكن أن تعمل عليها هذه الآلات ، من منظور الفيزياء والهندسة ، مفهومة جيدًا. إنه يتطلب فقط برنامجًا مركّزًا من الجهد لجعل ذلك ممكنًا ".
كما تناولنا في منشور سابق ، سوف يستغرق الأمر وقتًا طويلاً بشكل لا يصدق للمغامرة حتى أقرب نجم. باستخدام التكنولوجيا الحالية ، ستستغرق المركبة الفضائية في أي مكان من 19000 إلى 81000 سنة للوصول إلى Alpha Centauri. حتى باستخدام الدفع النووي (تقنية مجدية ولكن لم يتم اختبارها بعد) ، سيستغرق الوصول إلى هناك 1000 عام.
والمسألة الرئيسية الثانية ، بحسب لونغ ، هي الافتقار إلى الإرادة السياسية. في الوقت الحاضر ، يواجه كوكب الأرض مشاكل متعددة ، أكبرها الزيادة السكانية والفقر وتغير المناخ. هذه المشاكل مجتمعة ، تعني بشكل أساسي أنه سيتعين على البشرية أن تراعي احتياجات المزيد من المليارات من الناس بينما تتعامل في نفس الوقت مع تناقص الموارد.
قال لونغ: "بالنظر إلى المشاكل المتنافسة على الأرض ، هناك شعور بأنه لا يوجد مبرر اليوم للموافقة على إنفاق مثل هذه المهام". "من الواضح أن اكتشاف كوكب خارجي مع بيولوجيا محتملة مثيرة للاهتمام قد يغير ذلك. هناك إمكانية للقطاع الخاص لمحاولة مثل هذه المهام ، ولكن من المحتمل أن تكون هذه في المستقبل ، لأن معظم الجهود الخاصة تتركز على القمر والمريخ ".
يوضح لونغ أن الاستثناء الوحيد لذلك هو مبادرات الاختراق مشروع Starshot، والذي يهدف إلى إرسال مسبار بمقياس غرام إلى بروكسيما سنتوري في غضون 20 عامًا فقط. سيكون هذا ممكنًا باستخدام شراع خفيف ، والذي سيتم تسريعه بواسطة الليزر إلى سرعات نسبية تصل إلى 60،000 كم / ثانية (37.282 ميجابت في الثانية) ، أو 20 ٪ من سرعة الضوء.
يعرف مفهوم مهمة مماثلة باسم مشروع اليعسوب، وهو مفهوم يقوم بتطويره فريق دولي من العلماء بواسطة توبياس هافنر. ومن المثير للاهتمام أن هذا الاقتراح ولد من نفس دراسة التصميم المفاهيمي التي ألهمت Starshot- الذي استضافته مبادرة الدراسات بين النجوم (i4iS) في عام 2013.
مثل Starshot ، ال اليعسوب دعوة المفهوم لشراع ضوئي يعمل بالليزر من شأنه أن يسحب مركبة فضائية تصل إلى السرعات النسبية. ومع ذلك، اليعسوب ستكون المركبات الفضائية أثقل بكثير من مسبار مقياس غرام ، مما يسمح بإدراج المزيد من الأدوات العلمية. كما سيتم إبطاء المركبة الفضائية بواسطة شراع مغناطيسي عند الوصول.
في حين أن مثل هذه المهام من المرجح أن تكلف في حدود 100 مليار دولار لتطوير ، يشعر لونغ بالتأكيد أن هذا في مجال القدرة على تحمل التكاليف بالنظر إلى العوائد المحتملة. بالحديث عن العوائد ، فإن المهمة بين النجوم سيكون لديها الكثير ، وكلها ستكون مفيدة ومثيرة. كما قال لونغ:
"إن فرصة إجراء رصدات دقيقة للأنظمة النجمية الأخرى ستعطينا فهماً أفضل بكثير حول كيفية تشكل نظامنا الشمسي وكذلك طبيعة النجوم والمجرات والظواهر الغريبة مثل الثقوب السوداء والمادة المظلمة والطاقة المظلمة. يمكن أن يعطينا أيضًا تنبؤات أفضل لإمكانيات الأنظمة المتطورة للحياة ".
هناك أيضًا احتمال أن تكتشف المسابر الفضائية التي تقوم برحلات بين النجوم بسرعات نسبية فيزياء جديدة. في الوقت الحاضر ، يفهم العلماء الكون من حيث ميكانيكا الكم (سلوك المادة على المستوى دون الذري) والنسبية العامة (المادة في أكبر المقاييس - أنظمة النجوم والمجرات والكتل الفائقة ، وما إلى ذلك).
حتى الآن ، جميع محاولات العثور على نظرية موحدة كبرى (GUT) - الملقب. لقد فشلت نظرية كل شيء (TOE) - التي ستدمج هاتين المدرستين الفكريتين. يؤكد لونغ أن المهمات العلمية إلى أنظمة النجوم الأخرى يمكن أن توفر توليفًا جديدًا جيدًا ، مما سيساعدنا على تعلم الكثير عن كيفية عمل الكون ككل.
ولكن بالطبع ، لن يكتمل الحديث عن المكاسب دون ذكر أكبرها: العثور على الحياة! حتى لو كانت مجرد مستعمرة للميكروبات ، فإن الآثار العلمية ستكون هائلة. أما بالنسبة لتداعيات إيجاد نوع ذكي ، فإن النتائج ستكون لا حد لها. كما أنه سيحل السؤال الخالد حول ما إذا كانت الإنسانية وحدها في الكون أم لا.
قال لونغ: "إن العثور على حياة ذكية سيغير قواعد اللعبة ، لأنه إذا كنا نتواصل مع مثل هذه الأنواع وتبادلنا معرفتنا مع بعضنا البعض ، فسيكون لذلك تأثير عميق على علومنا ولكن أيضًا فلسفاتنا الشخصية". "هذا أمر مهم عند النظر في مسألة قديمة من أصل الإنسان."
ولكن بالطبع ، يجب أن يحدث الكثير قبل التفكير في أي من هذه المهام. بالنسبة للمبتدئين ، فإن المتطلبات التكنولوجية ، حتى بالنسبة لمفهوم مجدي تقنيا مثل Starshot، يجب معالجتها مسبقًا. وكذلك جميع المخاطر المحتملة المرتبطة بالرحلة بين النجوم بسرعات نسبية.
ولكن قبل كل شيء ، سنحتاج إلى أن نعرف مقدمًا إلى أين نرسل هذه المهام من أجل تعظيم العائد العلمي على استثمارنا. هذا هو المكان الذي سيلعب فيه علم الفلك والفيزياء الفلكية التقليديين دورًا كبيرًا. كما أوضح لونغ:
قبل إطلاق أي مهمة في أنظمة النجوم الأخرى ، سيكون من الضروري أولاً تحديد القيمة العلمية لزيارة تلك الأنظمة قبل اليد ، الأمر الذي سيتطلب منصات مراقبة فلكية بعيدة المدى. ثم ، بمجرد إطلاق المجسات ، ستساعد أيضًا في معايرة قياساتنا لمقياس المسافة الكونية ، والذي سيساعد أيضًا في تحسين أدواتنا الفلكية. لذلك من الواضح أن أي نوع يطمح إلى التنوير حول الكون ومكانه فيه ، يجب أن يشمل كلا شكلي الاستفسار لأنهما يعززان بعضهما البعض.
قد يستغرق الأمر عدة عقود قبل أن تكون البشرية مستعدة لتخصيص الوقت والطاقة والموارد لمهمة بين النجوم. أو قد تكون مجرد مسألة سنوات قبل أن تعمل المقترحات الحالية على حل جميع المشكلات الفنية واللوجستية. في كلتا الحالتين ، عندما يتم تنفيذ مهمة بين النجوم ، سيكون حدثًا تاريخيًا للغاية.
وعندما يبدأ في إرسال البيانات من أقرب أنظمة النجوم ، سيكون حدثًا لا مثيل له في التاريخ. بصرف النظر عن التطورات الضرورية في التكنولوجيا ، كل ما هو مطلوب هو الإرادة لتحقيق الاستثمارات الحاسمة.
