رویایی که واقعی می‌شود؛ ارسال جانداران میکروسکوپی به سفر میان ستاره‌ای!

راز بقا: محققان دانشگاه کالیفرنیا در نظر دارند جانداران میکروسکوپی را به فضای میان ستاره‌ای ارسال کنند. آن‌ها معتقدند سرنوشت بشر این است که به جستجوی کیهانی خود ادامه دهد.

به گزارش راز بقا؛ «پروفسور روتمن» محقق گروه زیست‌شناسی مولکولی، سلولی و تکاملی در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا گفت: «فکر می‌کنم سرنوشت ما این است که به جستجو ادامه دهیم. به تاریخچه گونه‌های انسان نگاه کنید. ما سطوح کوچک و کوچک‌تر را تا سطح زیراتمی کاوش می‌کنیم و همچنین مقیاس‌های بسیار بزرگ‌تر را جستجو می‌کنیم. چنین انگیزه‌ای برای کاوش ِ بی‌پایان در این سوال نهفته است که ما به عنوان یک گونه چه هستیم؟»

بزرگترین چالش برای سفر میان‌ستاره‌ای در مقیاس انسانی مسافت بیشمار بین کره زمین و نزدیکترین ستاره‌ها است. مأموریت‌های ویجر ناسا ثابت کردند که ما می‌توانیم فضاپیما‌ها را به ۱۹.۳ میلیارد کیلومتر دورتر از زمین بفرستیم تا از حباب هلیوسفر خارج شوند.

اما ۴۰ سال طول می‌کشد تا یک کاوشگر با سرعت بیش از ۵۶ هزار کیلومتر بر ساعت به آنجا برسد و این فاصله در برابر نزدیک‌ترین ستاره بسیار ناچیز است. اگر قرار بود این کاوشگر‌ها به نزدیک‌ترین ستاره بروند، بیش از ۸۰ هزار سال طول می‌کشید!

دانشمندان تکنولوژی جدیدی را تجسم می‌کنند که بتواند در مدت حیات بشر، به منظومه ستاره‌ای همسایه برسد. پیشرانه شیمیایی از رده خارج شده، این پیشرانه نمی‌تواند انرژی کافی برای حرکت سریع فضاپیما را تامین کند و وزن آن و سیستم‌های فعلی مورد نیاز برای به حرکت در آوردن فضاپیما در سرعت‌های نسبیتی، دوام نمی‌آورند. در واقع به یک تکنولوژی جدید برای پیشران نیاز داریم.

محققان دانشگاه کالیفرنیا پیشنهاد دادند که از نور به عنوان «موتور پیشران» استفاده کرد. “پروفسور لوبین”، محقق گروه فیزیک در دانشگاه کالیفرنیا گفت: «این کار قبلاً هرگز انجام نشده، یعنی اجسام میکروسکوپی را با سرعتی نزدیک به نور به حرکت در آوریم. جرم مانع بزرگی است و هرگونه ماموریت انسانی را منتفی می‌کند.»

کاوشگر‌های کوچک با ابزار دقیقی که داده‌ها را حس، جمع‌آوری و به زمین ارسال می‌کنند، توسط نور و با استفاده از یک آرایه لیزری مستقر در زمین یا احتمالاً ماه که به آن‌ها تابیده می‌شود می‌توانند به ۲۰ تا ۳۰ درصد ِ سرعت نور برسند. پروفسور “لوبین” گفت: «ما خانه را با آن ترک نمی‌کنیم. سیستم پیشران اولیه «در خانه» باقی می‌ماند، در حالی که فضاپیما با سرعت‌های نسبیتی پیش می‌رود. لیزر پیشران اصلی برای مدت کوتاهی روشن می‌شود و سپس کاوشگر بعدی برای پرتاب آماده می‌گردد.»

با پیشرفت این برنامه، فضاپیما بزرگتر شده و قابلیت‌های آن ارتقاء می‌یابد. می‌توان از تکنولوژی اصلی در یک حالتِ اصلاح شده استفاده کرد تا فضاپیمایی بسیار بزرگتر در منظومه شمسی ما با سرعت‌های آهسته‌تری پیشروی کند، در این صورت مأموریت‌های انسانی به مریخ طی یک ماه امکان‌پذیر می‌شود.

در این سرعت‌های نسبیتی – تقریباً ۱۶۱ میلیون کیلومتر بر ساعت – ویفرکرافت (wafercraft) طی حدود ۲۰ سال می‌تواند به منظومه ستاره‌ای بعدی یعنی “پروکسیما قنطورس” برسد. رسیدن به این سطح از تکنولوژی مستلزم نوآوری و پیشرفت مداوم ویفر فضایی و همچنین فوتونیک است. ناسا و موسسات خصوصی مثل برنامه استارلایت و طرح‌هایی مثل برنامه استارشات از پروژۀ پایه برای توسعه‌ی یک نقشه راه جهت دستیابی به یک پرواز فضایی نسبیتی حمایت می‌کنند.

پروفسور روتمن گفت: «وقتی متوجه شدم که جرم این فضاپیما‌ها می‌تواند به سطح گرم یا بزرگتر برسد، مشخص شد که آن‌ها می‌توانند جانداران زنده را با خود حمل کنند. ما متوجه شدیم که کرم Caenorhabditis elegans گونه‌ای از نماتد‌ها می‌تواند اولین موجود زمینی باشد که در میان ستاره‌ها سفر کند. این کرم‌ها که به شدت مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، کوچک و ساده به نظر می‌رسند، اما موجوداتی آزمایشگاهی هستند. تحقیق بر روی این جانداران کوچک موجب شد تاکنون شش محقق جایزه نوبل دریافت کنند.»

این کرم‌ها قبلاً نیز به فضا ارسال شدند و در آزمایش‌هایی در ایستگاه فضایی و شاتل فضایی به کار رفتند؛ حتی برخی از این کرم‌ها از فروپاشی غم‌انگیز شاتل کلمبیا جان سالم به در بردند. “تاردیگریدها” نیز قدرت‌های ویژه‌ای دارند و از این نظر رقیب دیگر مسافران میان‌ستاره‌ای هستند، و می‌توان آن‌ها را در حالت معلق قرار داد که در این حالت تقریباً تمام عملکرد متابولیکی آن‌ها متوقف می‌شود.

هزاران عدد از این موجودات کوچک را می‌توان در یک ویفرکرافت در حالت معلق قرار داد تا در همان حالت، تا رسیدن به مقصد مورد نظر پرواز کنند. سپس می‌توان آن‌ها را در استارچیپ کوچکشان بیدار کرد و با مشاهداتی که از طریق ارتباطات فوتونیکی به زمین منتقل می‌شود، تأثیر سفر میان‌ستاره‌ای بر روی بیولوژی هر گونه را به دقت بررسی کرد.

پروفسور روتمن در آخر گفت: «می‌توانیم این سوال را مطرح کنیم که وقتی آن‌ها با سرعت نزدیک به نور از مبدا زمینی خود دور می‌شوند، رفتار‌های آموزش دیده را به خاطر می‌آورند و سپس متابولیسم، فیزیولوژی، عملکرد عصبی، تولید مثل و پیری آن‌ها را بررسی کنیم. بیشتر آزمایش‌هایی که می‌توان روی این حیوانات در آزمایشگاه انجام داد، حتی بر روی StarChips در حالی که در کیهان می‌چرخند نیز قابل اجرا است.»

اثرات چنین اودیسه‌های طولانی بر بیولوژی جانداران می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا این اثرات بالقوه را به انسان تعمیم دهند. می‌توانیم ناقل‌های میان‌ستاره‌ای را طراحی کنیم، به گونه‌ای که مشکلاتی را که در این حیوانات کوچک تشخیص داده می‌شود، برطرف کنند.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله Acta Astronautica منتشر شده است.