ناسا و شرکت‌های حوزه فناوری ساخت‌وساز، برنامه‌های زیادی دارند تا امکان ساختن زیستگاه‌های قمری را فراهم کنند، اما این فقط گام نخست به شمار می‌رود. برنامه بزرگ‌تر آینده، فراهم کردن امکان زندگی روی مریخ است.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیویورک تایمز، ماه مانند یک آهن‌ربا است و ما را جذب می‌کند. نیم قرن پیش، فضانوردان «آپولو ۱۷»(Apollo 17) سه روز را روی این گوی حفره‌ای سپری کردند که کشش گرانشی آن نه تنها اقیانوس‌ها، بلکه تصورات ما را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. به مدت ۷۵ ساعت، فضانوردان با لباس‌های فضایی خود روی ماه قدم زدند و سوار بر ماه‌نورد شدند و انسان‌ها در فاصله ۲۴۰ هزار مایل دورتر آنها را از تلویزیون تماشا کردند. پس از آن که آپولو در دسامبر ۱۹۷۲ به اقیانوس آرام برگشت، پرونده برنامه بسته شد و از آن زمان، ماه، ناشناخته و خالی در آسمان مانده است.

ناسا اکنون در حال برنامه‌ریزی برای بازگشت به ماه است. این بار اقامت روی ماه طولانی‌مدت خواهد بود و برای تحقق یافتن آن، ناسا قصد دارد خانه‌هایی را روی ماه بسازد که نه تنها توسط فضانوردان، بلکه برای افراد عادی نیز قابل استفاده هستند. آنها معتقدند که آمریکایی‌ها تا سال ۲۰۴۰، اولین زیرمجموعه خود را در فضا خواهند داشت. زندگی در مریخ خیلی دور نیست. برخی از افراد جامعه علمی می‌گویند جدول زمانی ناسا بسیار بلندپروازانه است؛ به‌ویژه پیش از این که موفقیت آن با فرود جدید روی ماه ثابت شود، اما هفت دانشمند ناسا که برای این مقاله مصاحبه کردند، گفتند در نظر گرفتن سال ۲۰۴۰ برای احداث ساختارهای قمری در صورتی قابل دستیابی است که آژانس بتواند به معیارهای آنها برسد.

ناسا قرار است یک چاپگر سه‌بعدی را به ماه پرتاب کند و سپس ساختارهایی را لایه‌به‌لایه بسازد که از تراشه‌های سنگ، مواد معدنی و گردوغبار ساخته می‌شوند و روی لایه بالایی ماه می‌نشینند. این طرح با کمک یک فناوری جدید و مشارکت با دانشگاه‌ها و شرکت‌های خصوصی امکان‌پذیر شده است. «نیکی ورکهایزر»(Niki Werkheiser)، مدیر بخش بلوغ فناوری ناسا گفت: ما در یک لحظه مهم هستیم که از برخی جهات شبیه به یک رؤیاست و از جهات دیگر به نظر می‌رسد رسیدن به اینجا اجتناب‌ناپذیر بود.

ورکهایزر که خانواده‌اش صاحب یک کسب‌وکار کوچک ساختمانی بوده‌اند، ایجاد برنامه‌ها، ماشین‌آلات و تجهیزات رباتیک جدید را برای مأموریت‌های فضایی آینده راهنمایی می‌کند. وی افزود: درهای ناسا بیش از هر زمان دیگری برای مشارکت با دانشگاهیان و رهبران صنعت باز است و همین موضوع، میدان را بسیار گسترده‌تر از روزهای ماموریت آپولو می‌کند. ما همه افراد مناسب را در زمان مناسب و با یک هدف مشترک گرد هم آورده‌ایم. به همین دلیل است که فکر می‌کنم به هدف خواهیم رسید. همه آماده‌اند تا این گام را با هم بردارند. بنابراین، اگر توانایی‌های اصلی خود را توسعه دهیم، دلیلی وجود ندارد که امکان‌پذیر نباشد.

تبدیل کردن مشکل به راه حل

یکی از موانع اقامت کردن روی ماه، گردوغبار است. این پودر ریز آن قدر ساینده است که می‌تواند مانند شیشه برنده باشد. گردوغبار ماه در توده‌های مضر می‌چرخد و برای استنشاق کردن سمی است.

چهار سال پیش، «ریموند کلینتون جونیور»(Raymond Clinton Jr) معاون دفتر علم و فناوری در «مرکز پرواز فضایی مارشال» ناسا، ایده خانه‌ها، جاده‌ها و سکوهای فرود را روی یک تخته سفید ترسیم کرد و گفت که اگرچه گردوغبار یک مشکل است، اما می‌تواند راه حل هم باشد.

کلینتون معتقد بود که اگر بتوان خانه‌های روی زمین را با موفقیت از مواد معدنی موجود در خاک آن چاپ سه‌بعدی کرد، خانه‌های روی ماه را هم می‌توان با استفاده از خاک آن و با روش چاپ سه‌بعدی ساخت. لازم به ذکر است که روی ماه، دما می‌تواند تا ۶۰۰ درجه تغییر کند و ترکیبی از تشعشعات را به وجود بیاورد. همچنین، ریزشهاب‌سنگ‌ها هم برای ساختمان‌ها و هم برای بدنه‌ها خطر ایجاد می‌کنند.

ناسا ماموریت بازگشت خود به ماه را «آرتمیس»(Artemis) نام‌گذاری کرده که در اساطیر یونانی، خواهر دوقلوی آپولو است. آرتمیس ۱ که اولین ماموریت از پنج ماموریت برنامه‌ریزی‌شده این مجموعه است، در نوامبر گذشته از «مرکز فضایی کندی» به همراه ربات‌هایی که در آن بودند پرتاب شد، دور ماه چرخید و سالم به زمین بازگشت.

بیشتر بخوانید:

موشک ناسا به سمت ماه پرتاب شد

 آرتمیس ۲ که چهار خدمه انسان از جمله اولین زن و اولین رنگین‌پوست را برای یک پرواز ۱۰ روزه در همان مسیر حمل می‌کند، برای نوامبر ۲۰۲۴ برنامه ریزی شده است. آرتمیس ۳ یک سال بعد انسان‌ها را روی سطح ماه فرود خواهد آورد. دو ماموریت سرنشین‌دار دیگر نیز برای پیش از پایان دهه برنامه‌ریزی شده‌اند.

دکتر کلینتون ۷۱ ساله گفت که می‌داند آمریکایی‌ها ممکن است در طول زندگی او روی ماه زندگی نکنند، اما برای افرادی که فقط چند دهه از او جوان‌تر هستند، این یک امکان واقعی است. وی افزود: کاش برای دیدنش زنده بودم.

کلینتون ادامه داد: وقتی در مورد حضور پایدار انسان صحبت می‌کنیم، برای من بدان معناست که یک سکونت‌گاه در ماه است و افرادی به طور مداوم روی ماه زندگی و کار می‌کنند. آنچه که می‌تواند باشد، تنها به تخیل کارآفرینان بستگی دارد.

در فضا انبار وجود ندارد

ناسا با شرکت فناوری ساخت‌وساز «ICON» مستقر در آستین تگزاس، برای رسیدن به هدف سال ۲۰۴۰ شریک شده است. شرکت ICON برای اولین بار در سال ۲۰۲۰ از ناسا کمک مالی دریافت کرد و در سال ۲۰۲۲ از دریافت ۶۰ میلیون دلار اضافی برای یک سیستم ساخت‌وساز فضایی خبر داد که می‌تواند فراتر از زمین برای چاپ همه چیز از سکوهای فرود موشک تا زیستگاه‌ها در محل استفاده شود. این برنامه‌ها تاکنون کمی بیشتر از رندرینگ(گرافیک رایانه‌ای) بوده‌اند، اما آنها از نظرات معماران «بیارکه اینگلس گروپ»(Bjarke Ingels Group) و «اسپیس اکسپلوریشن آرکیتکچر»(SEArch+) برای ترسیم کردن مفاهیم و طرح‌ها استفاده کرده‌اند.

تقریبا هر چیزی را می‌توان به صورت سه‌بعدی چاپ کرد و این فرآیند توسط ICON و سایر شرکت‌ها به عنوان یک راه حل سریع و مقرون‌به‌صرفه برای حل کردن بحران مسکن تبلیغ شده است. چاپ سه‌بعدی، اجسام را لایه‌به‌لایه و از روی یک فایل دیجیتال می‌سازد. شرکت ICON در پروژه‌های ساختمانی خود روی زمین، از مصالح ساختمانی اختصاصی به نام «لاواکریت»(Lavacrete) استفاده می‌کند.

این شرکت با پروژه‌های بلندپروازانه غریبه نیست و خالق یک سیستم ساخت‌وساز رباتیک به نام «ولکان»(Vulcan) در مقیاس بزرگ است که برای ساختن برخی از اولین خانه‌های چاپ سه‌بعدی در آمریکای شمالی استفاده شده است.

«جیسون بالارد»(Jason Ballard) مدیر اجرایی ICON، در یک بیانیه خبری گفت: اگر در مورد راه‌هایی بپرسید که فناوری ساخت افزودنی و چاپ سه‌بعدی به واسطه آن می‌تواند آینده بهتری را برای بشریت ایجاد کند، باید بگویم که یک پیشرفت طبیعی شگفت‌انگیز است.

چاپ در فضای عمیق، یک بعد دیگر است. «پاتریک سوئرمن»(Patrick Suermann) رئیس موقت دانشکده معماری در «دانشگاه تگزاس ای اند ام»(Texas A&M University) که از نزدیک با ناسا برای توسعه یک سیستم رباتیک ساخت‌وساز در فضا همکاری می‌کند، گفت: شیمی در آنجا یکسان است، اما فیزیک تفاوت دارد.

وی افزود: سفر سبک بسیار مهم است، زیرا هر کیلوگرم وزن اضافی که با یک موشک به ماه برده می‌شود، حدود یک میلیون دلار هزینه دارد. بردن مواد از زمین به فضا برای ساخت‌وساز در آنجا ناپایدار است و هیچ انباری در فضا وجود ندارد. بنابراین، یا باید بدانید که چگونه از آنچه در فضاست استفاده کنید یا هر آنچه را که نیاز دارید، به فضا بفرستید.

رقابت اولین‌ها

هر وسیله‌ای که به ماه می‌رود باید روی زمین مورد آزمایش قرار بگیرد تا اطمینان حاصل شود که می‌تواند در برابر محیط مقاوم باشد. بنابراین، مرکز پرواز فضایی مارشال دارای بیش از ۱۲ اتاق آزمایش است که اقلام را در معرض تشعشعات و شرایط خلأ حرارتی مشابه فضا قرار می‌دهد.

«ویکتور پریچت»(Victor Pritchett)، مدیر بخش آزمایش سیالات تجربی و محیط زیست در مرکز پرواز فضایی مارشال، گفت: اگر بتوانید از اتاق‌های ما جان سالم به در ببرید، احتمالا در فضا زنده خواهید ماند.

پیش از این که ناسا و شرکت همکار آن بتوانند خانه بسازند، ناسا باید سکوهای فرود را بسازد تا وقتی موشک‌های حامل چاپگرهای سه‌بعدی روی ماه فرود می‌آیند، میزان گردوغباری که پخش می‌شود، کاهش یابد.

دانشمندان ناسا در حال حاضر برای تکمیل کردن نوعی بتن قمری شبیه‌سازی‌شده کار می‌کنند که می‌تواند هنگام انجام شدن آزمایش‌ها روی زمین، در برابر مواد ساخته‌شده از ماه مقاومت کند. دانشمندان در مرکز پرواز فضایی مارشال، روی کره‌هایی از غبار شبیه‌سازی‌شده ماه آزمایش می‌کنند که در یک استوانه کوچک ریخته شده است. آنها خیلی بزرگ به نظر نمی‌رسند و به اندازه‌ای کوچک هستند که در کف دست قرار می‌گیرند، اما وقتی در برابر مشعل پلاسما داده شوند، می‌توانند دمای ۳۴۰۰ درجه فارنهایت را تحمل کنند. این به دانشمندان امید می‌دهد که ماده در شرایط واقعی با درجه حرارت جهنمی، عملکرد خوبی خواهد داشت.

«جنیفر ادمونسون»(Jennifer Edmunson)، زمین‌شناس ارشد مرکز پرواز فضایی مارشال، گفت: اولین چیزی که باید انجام شود، اثبات این مفهوم است که آیا واقعا می‌توانیم خاک روی سطح ماه را به مصالح ساختمانی تبدیل کنیم. اگر می‌خواهیم تا بازه زمانی ۲۰۴۰ زیستگاه‌هایی را در ماه بسازیم، اکنون باید توسعه را آغاز کنیم.

البته، یک خانه بیشتر از دیوار ساخته شده است و حتی در فضا نیز انسان‌ها برای ورود و خروج به یک در نیاز دارند. زمانی که داخل خانه شوند، به اشیایی نیاز دارند که روی آنها بنشینند و بخوابند و وسایل کامل زندگی را می‌خواهند که از آنها استفاده کنند.

ادمونسون گفت: ناسا با تعداد انگشت‌شماری از دانشگاه‌ها و شرکت‌های خصوصی برای ایجاد نمونه‌های اولیه مبلمان فضایی و طراحی داخلی کار می‌کند. «مرکز تحقیقات ایمز» ناسا با همکاری پژوهشگران «دانشگاه استنفورد»، حتی برخی از مواد معدنی موجود در خاک مصنوعی ماه را جدا کرده است تا کاشی‌هایی با رنگ‌های گوناگون مانند سبز، خاکستری و سفید بسازد که می‌توان از آنها حتی برای آشپزخانه و حمام استفاده کرد.

ماه تا مریخ

چشم‌انداز مشترک ICON و ناسا، یک سیستم ساخت‌وساز قمری به نام «المپوس»(Olympus) است که روی زمین توسط تکنسین‌های انسانی ماهر در زمینه نوظهور ساخت‌وساز فضایی کنترل می‌شود.

«امیرحسین جعفری»، استادیار فناوری ساخت‌وساز در «دانشگاه ایالتی لوئیزیانا» که به توسعه آموزش‌های مبتنی بر شبیه‌سازی در فضا کمک می‌کند، گفت: فناوری ساخت‌وساز در ۱۰ سال آینده ممکن است بسیار متفاوت باشد. نوع ربات‌ها و هوش مصنوعی که ما استفاده می‌کنیم نیز متفاوت خواهد بود. کاری که در حال حاضر می‌توانیم انجام دهیم، این است که راهبردهای آموزشی را به منظور آماده‌سازی کارگران ساختمانی برای آینده ارائه دهیم.

دکتر «علی کاظمیان» همکار جعفری نیز با ناسا برای کار کردن روی خود مواد چاپی همکاری می‌کند و روی بتن بدون آب ساخته‌شده از نسخه‌های شبیه‌سازی‌شده مواد سنگی موجود در ماه تمرکز دارد. کاظمیان در کانی‌های غنی ماه، پتانسیل عمیق‌تری را نسبت به بتن برای چاپ سه‌بعدی می‌بیند. او منابعی را می‌بیند که افراد باقی‌مانده روی زمین می‌توانند به‌ طور گسترده از آنها استفاده کنند.

کاظمیان گفت: مردم در مورد زندگی انسان روی ماه صحبت می‌کنند، اما یک سناریوی محتمل دیگر نیز وجود دارد. در نقطه‌ای از زمین، ما با کمبود منابع روبه‌رو خواهیم شد. بنابراین، ایجاد معادن و کارخانه‌های کاملا خودکار روی ماه نیز امکان‌پذیر است.

دانشمندان ناسا می‌گویند که هنوز برای در نظر گرفتن ارزش بازار خانه‌های ماه یا حتی مالکیت زیستگاه‌های ماه خیلی زود است، اما اذعان می‌کنند که ماه احتمالا ذخایر قابل‌توجهی از منابع دست‌نخورده را ارائه می‌کند و بدون شک سایر کشورها نیز به داشتن سهمی در آن علاقه‌مند خواهند بود.

هند ماه گذشته یک فضاپیما را روی ماه فرود آورد و به اولین کشوری تبدیل شد که در نزدیکی منطقه قطب جنوب ماه فرود آمد.

 قطب جنوب ماه جایی است که گمان می‌رود با ارزش‌ترین منابع یعنی آب در آن باشد. این دستاورد تنها دو روز پس از سقوط یک فروند فضاپیمای روسی به دست آمد.فضانوردان آمریکایی در سال ۱۹۶۹ پرچم خود را روی سطح ماه نصب کردند، اما دو سال پیش از آن، «پیمان ماورای جو»(Outer Space Treaty) در سال ۱۹۶۷ اعلام کرده بود که هیچ‌کس در واقع نمی‌تواند مالک ماه باشد.

«توافق‌نامه آرتمیس»(Artemis Accords) که توسط آمریکا به همراه هفت کشور بنیان‌گذار دیگر در سال ۲۰۲۰ راه‌اندازی شد، در مورد اصول اکتشاف صلح‌آمیز و مشارکتی ماه تجدید نظر کرد و اکنون توسط ۲۹ کشور از جمله بریتانیا، ژاپن، ایتالیا، کانادا و برزیل امضا شده، اما موضوع قابل توجه این است که چین و روسیه آن را امضا نکرده‌اند.

ورکهایزر گفت: دفاع، مالکیت و ادعاهای بین‌المللی در مورد ماه و مریخ، در حدود صلاحیت ناسا نیست؛ اما در حال حاضر در جدیدترین تکرار مسابقه فضایی، جامعه جهانی احساس هم‌سویی می‌کند.

ماه مرز نهایی نیست. در تلاش ناسا برای ساخت‌وساز روی ماه، یک هدف طولانی‌تر و حتی دورتر قرار دارد که رسیدن به مریخ است.

چهار فضانورد ناسا در ماه ژوئن در هیوستون، برای جمعیت دست تکان دادند و سپس، درون یک سازه ۱۷۰۰ فوت مربعی موسوم به «مارس دون آلفا»(Mars Dune Alpha) رفتند که توسط ICON چاپ سه‌بعدی شده بود. آنها درها را قفل کردند و سال آینده را در شرایط شبیه‌سازی‌شده زندگی خواهند کرد تا یک روز زندگی واقعی در مریخ را تمرین کنند.

بیشتر بخوانید:

اقامت یک ساله‌ مسافران در مریخ شبیه‌سازی شده آغاز شد

ماه یک نقطه عملی برای توقف است، زیرا ناسا باور دارد که آب روی سطح ماه می‌تواند به سوخت موشک تبدیل شود. فضاپیمایی که از زمین به مریخ سفر می‌کند، ممکن است یک توقف در ماه داشته باشد تا فضانوردان بتوانند برای استراحت کردن و خوردن کمی غذا، در یک ساختار چاپ‌ سه‌بعدی قرار بگیرند.