اگر اندازه سیاره زمین دو برابر بود چه می‌شد؟

راز بقا: بسیاری از افراد، نقطه عطف پیشرفت بشر را گام نهادن نیل آرمسترانگ بر سطح ماه می‌دانند. اما دونالد پتیت (Donald Pettit)، فضانورد ناسا و مهندس شیمی مخالف این موضوع است. به گفته وی: «اولین نقطه عطف پیشرفت بشری خیلی قبل‌تر اتفاق افتاد؛ رسیدن به مدار زمین اولین قدم بزرگ انسان بوده است.»

به گزارش راز بقا، رسیدن به مدار زمین، حدود ۴۰۰ کیلومتر آنطرف‌تر، برابر با نیمی از کل انرژی لازم برای رسیدن به سطح مریخ است. مسافت بین زمین و ماه تنها بخشی از مسافت لازم برای رسیدن به مدار زمین است. دلیل این امر شدت گرانش زمین است؛ و به گفته فیزیک‌دانان کمی سهل‌انگاری در این مسئله باعث سقوط سفینه فضایی می‌شود.

برای غلبه بر گرانش و بالا بردن راکت در فضا، هشتاد تا نود درصد از جرم راکت‌های فعلی صرف حمل سوخت می‌شود! طبق گفته پتیت، این بدان معنی است که نشستن در بالای یک راکت، خطرناکتر از نشستن بالای یک بشکه بنزین است. حمل سوخت توسط راکت همچنین باعث کمبود محل کافی برای غذا، کامپیوتر، آزمایشات علمی و فضانوردان می‌شود. با وجود این مشکلات، باید خود را خوش شانس بدانیم. به گفته پتیت: «اگر شعاع سیاره ما بزرگتر از این بود، شاید در یک نقطه از زمین راکت‌ها دیگر نمی‌توانستند از چنگ نیروی گرانش زمین بگریزند و سقوط می‌کردند.» سپس او با استفاده از معادله راکت چایکوفسکی، آن نقطه را محاسبه کرد.

فرض کنید راکتی با ۹۶ درصد سوخت و تنها ۴ درصد وزن داشته باشیم، همچنین سوخت را هیدروژن-اکسیژن در نظر بگیریم که هم اینک سوختی با بیشترین انرژی برای یک سفینۀ حامل انسان است. با قرار دادن این اعداد در معادله، می‌توانیم سرعت گریز محاسبه شده را به شعاع سیاره‌ای معادل ِ آن تبدیل کنیم. این شعاع گریز حدود ۹۶۸۰ کیلومتر است و از آنجایی که شعاع زمین ۶۶۷۰ کیلومتر است، در صورتی که سیاره ما ۵۰ درصد بزرگتر بود (با حفظ همان چگالی)، نمی‌توانستیم راکتی را به فضا بفرستیم.

گفته‌های پتیت نکات خوبی دارد. اول اینکه، با توجه به موفقیت آمیز بودن راکت‌ها، اما برای انتقال انسان به فضا چندان موفقیت‌آمیز نبوده است؛ و در صورت امکان، باید تکنولوژی‌های جدیدی برای نیل به این هدف بیابیم؛ که در برخی از روش‌ها و فیلم‌های علمی- تخیلی، پیشنهاد شده است. چند مورد از این روش‌ها هم آزمایش شده و به تفصیل شرح داده شده‌اند.

دوم اینکه، ایجاد پایگاه پرتاب در ماه ایدۀ جذابی است، زیرا سرعت گریز ماه تنها ۲۱.۳ درصد زمین است و نسبت به زمین، به هزینه و تکنولوژی کمتری نیاز دارد. بهره برداری سکوی پرتاب در ماه در حال حاضر شاید دور از ذهن باشد، اما با پیشرفت در پرینت‌های سه بعدی و پردازش بر روی مواد این سکو خیلی راحت‌تر می‌تواند ایجاد شود.

با این همه، برای ایجاد آن، باید بیشتر مواد لازم برای سفینه‌های خود را از خود ماه و یا اشیاء فضایی نزدیک به ماه مانند دنباله دار یا سیارک‌ها بدست آوریم. فرضیه دیگر این است که از ماه به عنوان یک “ایستگاه سوخت گیری” استفاده کنیم، چرا که می‌توان یخ‌های ذخیره در ماه را به سوخت هیدروژن-اکسیژن تبدیل کرد. طبق گفته‌های پتیت هم اینک گرانش زمین، ما را در خود محبوس کرده و تا به این لحضه تمامی فرضیه‌ها و راه‌حل‌های‌مان به نتیجه‌ای نرسیده است، با اینحال با پیشرفت تکنولوژی احتمال فرار از این حقیقت ِ دیرینه امکان دارد.

منبع: بیگ بنگ