زمان‌بندی اسپیس ایکس برای استعمار مریخ: سیاره سرخ چه زمانی به سیطره انسان در می‌آید

ایلان ماسک در سال ۲۰۰۲، شرکت هوافضایی خود، اسپیس ایکس را مشخصا برای استعمار مریخ تاسیس کرد. ماسک نسبت به اینکه ناسا تلاش زیادی برای فرستادن انسان به سیاره سرخ نمی‌کرد و برنامه‌ای برای سیاره جایگزین (در صورت غیرقابل زیست شدن زمین) نداشت، ناامید شده بود و از این رو، خودش دست به کار شد. از آن زمان تا به‌حال، اسپیس ایکس، چندین سامانه‌ی هوافضایی فوق‌العاده قدرتمند ساخته است: فالکون ۱؛ نخستین موشک مداری اسپیس ایکس، گراسهاپر؛ یک موشک آزمایشی قابل‌ فرود، فالکون ۹؛ یک موشک مداری با قابلیت استفاده مجدد، دراگون؛ یک فضاپیما برای حمل محموله و سپس فضانوردان ناسا به فضا، و فالکون هوی؛ یک موشک فوق‌العاده قدرتمند. اما مریخ، سیاره‌ای سرد، برهوت و تقریبا بدون هوا است که ۲۲۵ میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد.

در حال حاضر، تنها فرود آوردن فضاپیمای کوچکی در این سیاره، تلاش فنی خارق‌العاده‌ای می‌طلبد، به این جهت، فرستادن فضاپیمای عظیمی به‌همراه محموله و فضانورد، دشواری فوق‌العاده بیش‌تری دارد. به این ترتیب، اسپیس ایکس در طول ۱۶ سال گذشته درس‌های زیادی گرفته، کارکنان و پول زیادی به دست آورده و از آنها برای ساخت یک وسیله نقلیه به نام موشک بزرگ فالکون (BFR) استفاده می‌کند. فالکون بزرگ یک موشک کاملا قابل استفاده مجدد عظیم‌الجثه با ارتفاع ۱۱۷ متر است که از دو مرحله تشکیل شده: یک فضاپیمای فالکون بزرگ ۱۸ طبقه و یک بوستر (تقویت‌کننده) غول‌آسای فالکون بزرگ.

بوستر فضاپیما را به فضا پرتاب می‌کند و سپس مجددا روی زمین فرود می‌آید تا دوباره بازیابی شود. زمان‌بندی خصوصا برای زمانی که بحث فضانوردان در میان است، غیر قابل اطمینان است، اما برنامه بلندپروازانه ایلان ماسک برای رسیدن به مریخ، اشتیاق زیاد او برای دست یافتن به این هدف را نشان می‌دهد. جدول زمان‌بندی (تا حدودی احتمالی) که در ادامه خواهید خواند، بر اساس یادداشت‌های انجمن اسپیس ایکس در شبکه اجتماعی ردیت (Reddit) است.

فضاپیمای فالکون بزرگ (BFR)

ماسک گفته است که فضاپیمای فالکون بزرگ دشوارترین بخش وسیله‌ی نقلیه‌ی فضایی است، بنابراین اسپیس ایکس در حال حاضر بخش اعظمی از انرژی خود را روی این موضوع گذاشته است. به همین منظور، اسپیس ایکس در حال ساخت یک کارخانه‌ی فالکون بزرگ در بندر لس‌آنجلس، در فاصله‌ی ۲۴ کیلومتری جنوب مقر اصلی خود است.  در عین حال که این کارخانه ساخته می‌شود، مهندسان شرکت در حال ساخت یک نمونه‌ی اولیه با استفاده از مواد پیشرفته‌ی الیاف کربن هستند.

اسپیس ایکس همچنین با ناسا و سایر شرکای خود برای انجام ماموریت مریخ همکاری می‌کند. هر چند هنوز کارهای زیادی باقی مانده که باید برای نحوه‌ی سالم نگه داشتن مسافران آینده به مریخ در مقابل تشعشعات کیهانی، گرسنگی و دیگر خطرات ناشی از ماموریت‌های طولانی‌مدت در فضا انجام دهد.

اسپیس ایکس نیاز به محلی برای آزمایش و پرتاب نمونه‌های اولیه‌ی فضاپیماهای خود دارد و جنوب تگزاس مزایای زیادی برای شرکت دارد. اسپیس ایکس می‌تواند قطعات فوق‌العاده سنگین خود را از طریق کانال پاناما از لس‌آنجلس به بوکا چیکا حمل کند. در غیر این صورت، این قطعات را باید در کامیون‌های بزرگ و هواپیما به محل ببرد.

علاوه بر این، جمعیت کمی در این منطقه زندگی می‌کنند که برای شرکتی که می‌خواهد فضاپیماهای غول‌پیکری را پر از مایعات قابل‌اشتعال کرده و آتش می‌زند؛ کاملا محل مناسبی است. موشک‌ها همچنین می‌توانند روی آب‌های خلیج مکزیک پرتاب شوند تا حتی خطر کم‌تری برای ساکنان این منطقه داشته باشند.

ایلان ماسک، در شهریور ماه گفته بود:

ممکن است که پرتاب‌ها را از یک سکوی شناور انجام دهیم.

درنهایت، بوکا چیکا یکی از جنوبی‌ترین شهرهای ایالات متحده است و با توجه به نزدیکی به استوا که در آن سرعت چرخش زمین موجب تسریع در سرعت موشک‌ها می‌شود، این امر موجب صرفه‌جویی قابل‌توجهی در سوخت خواهد شد.

گوین شاتول، رئیس و مدیر ارشد اجرایی اسپیس ایکس، گفته است که این شرکت امیدوار است تا اواخر سال ۲۰۱۹ اولین آزمون‌های زیرمداری (پرتاب‌هایی که در ارتفاعات پایین مدار زمین انجام می‌گیرد) نمونه‌های اولیه فضاپیمای فالکون بزرگ را در جنوب تگزاس انجام دهد.

هدف از این آزمون‌ها، جمع‌آوری اطلاعات با ارزشی به منظور اصلاح نسخه‌های بعدی فضاپیما است. همان‌طور که در بسیاری از آزمون‌های نمونه‌ اولیه اسپیس ایکس اتفاق افتاده، این احتمال وجود دارد که در پی هر نوع نقص فنی، معماری فضاپیما هم به‌سرعت تغییر کند.

خانم شاتول در خلال کنفرانس ستلایت ۲۰۱۸ که اواخر اسفند ۹۶ انجام گرفت، گفت که موشک فالکون بزرگ باید در سال ۲۰۲۰ پروازهای مداری خود را انجام دهد که تلویحا اشاره به این موضوع داشت که بوستر و فضاپیما هر دو تا آن زمان ساخته می‌شوند، به تگزاس می‌روند، مونتاژ شده و پرتاب می‌شوند. با این حال، ماسک شهریور امسال گفته بود که هنوز هیچ تصمیم‌گیری در خصوص زمان‌بندی این پروازها صورت نگرفته است. او اضافه کرد که قبل از فرستادن هر فضانوردی به همراه فضاپیما، چندین آزمایش مداری بدون‌سرنشین انجام می‌گیرد.

ماسک گفته است، زمان‌بندی دلخواهش برای اولین ماموریت فضاپیمای فالکون بزرگ به مریخ تا سال ۲۰۲۲ است. هر فضاپیما ابتدا به مدار اطراف زمین پرواز می‌کند و از بیش‌ترین سوخت خود استفاده می‌کند. سپس چندین فضاپیمای دیگر باک فضاپیما را به‌اندازه‌ی رسیدن به مریخ پر می‌کنند. هنوز مشخص نیست که چند پرواز از این دست و برای چه مدتی انجام گیرد.

پرتاب موشک فالکون بزرگ (BFR)

مریخ و زمین تقریبا هر دو سال یک‌بار به یکدیگر نزدیک می‌شوند که این دوره‌ها، حکم پنجره‌های پرتاب را دارند و ماموریت‌های احتمالی به مریخ می‌توانند در این زمان‌ها سریع‌تر به مریخ بروند. به‌همین جهت، بهترین زمان برای فرستادن فضاپیما به سیاره‌ی سرخ، تابستان ۲۰۲۲ است. و بسته به اینکه موشک فالکون بزرگ تا چه حد می‌تواند سرعت خود (دلتا-وی) را تغییر دهد، می‌تواند بین چند ماه تا یک سال به مریخ برسد. بنابراین، فرود روی سطح سیاره سرخ، اواخر ۲۰۲۲ یا اوایل ۲۰۲۳ انجام می‌گیرد.

ماسک می‌خواهد، اولین فضاپیماها پر از محموله و ماشین‌آلات مورد نیاز ماموریت‌های آینده باشند. این تجهیزات و محموله‌ها برای تولید انرژی و جمع‌آوری آب و تبدیل این منابع خام به سوخت متان و اکسیژن برای بازگشت به زمین ضروری هستند. پل وستر، مهندس ارشد توسعه‌ی مریخ در اسپیس ایکس، مرداد ماه جزئیات جدیدی در این مورد ارائه داد. وستر گفت، دو ماموریت نخست تامین محموله (بدون‌سرنشین)، وجود منابع آب در نواحی دلخواه را تایید کرده و سپس خطرات احتمالی برای ماموریت‌های آینده را مشخص می‌کنند و بعدا، برخی زیرساخت‌هایی مانند سکوهای فرود مورد نیاز برای ورود ایمن ماموریت‌های سرنشین‌دار را می‌سازند.

اسپیس ایکس شهریور ماه، هویت نخستین گردشگر فضایی خود را فاش کرد. یوساکو مائزاوا، میلیاردر ژاپنی که مبلغ نامعلومی (احتمالا صدها میلیون دلار) به اسپیس ایکس پرداخته کرده، اولین مسافر فضاپیمای فالکون بزرگ خواهد بود. یوساکو مائزاوا تمامی صندلی‌های فضاپیما را خریداری کرده تا احتمالا ۶ تا ۸ هنرمند را در سال ۲۰۲۳ با خود به سفری به دور ماه ببرد. سفر مازوا و دوستانش به دور ماه، اثبات نهایی کارایی فضاپیمای فالکون بزرگ خواهد بود.

ایلان ماسک در همان زمان گفته بود:

 او مبلغ زیادی را پرداخت کرده که به ما در ساخت فضاپیما و بوستر کمک می‌کند. هزینه‌ای که او پرداخت کرده، در نهایت موجب می‌شود، شهروندان طبقه‌ی متوسط امکان پرواز به سیارات دیگر را داشته باشند. 

اگر اولین ماموریت‌های تامین آذوقه به خوبی انجام گیرند، اسپیس ایکس یک تا دو فضانورد را به مریخ می‌فرستد. وستر گفت که هر فضاپیما حداقل ۱۰۰ تن آذوقه را حل می‌کند. اسپیس ایکس با فرستادن هرچه بیش‌تر محموله‌های مورد نیاز فضانوردان برای اقامت طولانی‌مدت در مریخ، از قبل تکنولوژی‌های پیشرفته برای اقامت انسان در مریخ را به آنجا می‌رساند.

همچون ماموریت‌های بدون‌سرنشین، فضانوردان برای رسیدن به مریخ باید بین ۶ تا ۹ ماه در سفر باشند. وستر گفت، این فضاپیماها به احتمال زیاد باید به مانند خانه برای فضانوردان عمل کنند. البته این مطلوب‌ترین راهکار نیست، اما ممکن است که از پیچیدگی‌های ساخت فوری اقامتگاه در مریخ بکاهد.

زمانی که کسی در توییتر از ایلان ماسک پرسیده بود، ساخت نخستین پایگاه دائمی در مریخ یا همان پایگاه آزمایشی مریخ چه زمانی انجام می‌گیرد، ماسک گفته بود، احتمالا این اتفاق در سال ۲۰۲۸می‌افتد. ماسک گفته بود که از همان زمان ساخت مستعمره مریخ شروع می‌شود.

ماسک گفت:

ساخت مستعمره‌ی مریخی با ساخت ابتدایی‌ترین زیرساخت‌ها شروع می‌شود، فقط یک پایگاه برای تولید مقادیری سوخت، یک نیروگاه، گنبدهایی برای کاشت محصولات زراعی، همه نوع نیازهای اساسی که بدون آن نمی‌توان زنده ماند. و بعد از آن، شاهد انفجار فرصت‌های کارآفرینی خواهیم بود.

این جدول زمانی از ابتدا بر حسب گمانه‌زنی بود، اما از این زمان به بعد، نقاط عطف آن بیش‌تر بر حسب فرضیات نه‌چندان مطمئن هستند. بسیاری از کارشناسان هنوز نسبت به آماده شدن تکنولوژی‌های لازم برای فرود انسان و زنده ماندن روی مریخ تا دهه‌ی ۲۰۲۰ تردید دارند. از این جهت، احداث شهر دائمی در مریخ در مدت کوتاهی بی‌شک بسیار ناممکن‌تر به‌ نظر می‌رسد. با این حال، این دقیقا همان چیزی است که ماسک قصد انجام آن را دارد: تبدیل مریخ به یک سیاره جایگزین برای انسان‌ها.

ماسک در سال ۲۰۱۷ گفته بود:

امیدوارم که مردم کم‌کم به واقعی بودن هدف ساخت تمدنی روی مریخ باور پیدا کنند. استعمار مریخ تنها برای انسان نیست، بلکه برای تمام موجودات زنده‌ای است که برای ما اهمیت دارند.

 ماسک پیش‌بینی می‌کند که حدود ۱ میلیون نفر با بلیط تک سفره ۲۰۰ هزار دلاری به مریخ فرستاده شوند. او معتقد است که با توجه به قابلیت استفاده مجدد موشک فالکون بزرگ این مورد امکان‌پذیر خواهد بود. ماسک فکر نمی‌کند که زندگی روی مریخ نامطلوب باشد.

ماسک گفت:

مریخ به همه‌چیز از ریخته‌گری آهن تا پیتزا نیاز خواهد داشت. فکر می‌کنم که مریخ باید واقعا بارهای خوبی داشته باشد: بار مریخ (Mars Bar).

اسپیس ایکس همواره گفته است که هدف نهایی‌اش امکان‌پذیر کردن زندگی انسان در مریخ است. در وب‌سایت اسپیس ایکس تصویری از سیاره‌ای سرخ قرار داده شده که به تدریج به جهانی مانند زمین بدل می‌شود. این تصویر اشاره به فرآیندی دارد که زمینی‌سازی (Terraforming) نامیده می‌شود. فرایند فرضی است که عمدتا شامل تغییر جو، دما و محیط‌ سیاره‌ای دیگر است تا هر چه بیش‌تر به زمین شبیه شود و بتواند برای موجودات زنده از جمله انسان قابل‌زیست شود. در واقع، فرض بر این است که مریخ را می‌توان به یک دنیای گرم و مرطوب تبدیل کرد.

تصویر مفهومی که قدم به قدم زمینی‌سازی مریخ را نشان می‌دهد

یکی از راهکارها، رها کردن گاز دی‌اکسید کربن به دام افتاده در سطح مریخ است تا پس از ضخیم کردن جو سیاره، همچون پتویی عمل کرده و سیاره سرخ را گرم کند. اگرچه جو فعلی مریخ دارای دی‌اکسید کربن است؛ اما بسیار نازک بوده و سطح سیاره هم به‌اندازه‌ای سرد است که امکان جاری شدن آب مایع وجود نداشته باشد. در مریخ، فشار جو کمتر از ۱ درصد فشار جو زمین است. بنابراین، هر آب مایعی روی سطح سیاره به‌سرعت، تبخیر یا منجمد می‌شود.

طرفداران زمینی‌سازی مریخ، پیشنهاد کرده‌اند که گازهای مختلفی (از منابع متعدد موجود در سیاره) برای ضخیم کردن جو و افزایش دمای مریخ رها شوند. این گازها همان گازهای گلخانه‌ای هستند که می‌توانند گرما را در جو به دام بیاندازند. پژوهشگران بر این باورند با وجودی که مریخ نسبت به زمین، فاصله‌ی بیشتری با خورشید دارد، اما فشار دی‌اکسید کربنی برابر با فشار کلی جوی زمین برای افزایش درجه‌ی حرارت مریخ  (برای جاری شدن آب) کافی است.

 راهکار دیگر این است که مواد فرار را با تغییر مسیر دنباله‌دارها و سیارک‌ها وارد سیاره مریخ کرد. ایلان ماسک حتی پیشنهاد کرد، یخ‌های مریخ را با بمب‌های اتمی بمباران کنیم تا دی‌اکسید کربن کافی برای گرم شدن سیاره فراهم شود. اما آزمایش‌های واقعی زمینی‌سازی تنها راهی است که نشان خواهد داد، چنین امکانی وجود دارد. ایلان ماسک یا آیندگان با میراث او ممکن است انگیزه‌ای برای انجام چنین کاری در آینده‌ای دور داشته باشند.