Η Κίνα θέλει να κατασκευάσει ένα τεράστιο διαστημόπλοιο που θα έχει μήκος έως και 1 χιλιόμετρο.Πόσο εφικτή είναι αυτή η ιδέα και ποια θα ήταν η χρήση ενός τέτοιου διαστημοπλοίου; Το φιλόδοξο αυτό έργο αποτελεί μια από τις προτάσεις του Εθνικού Ιδρύματος Φυσικών Επιστημών της Κίνας, έναν οργανισμό χρηματοδότησης που διαχειρίζεται το Υπουργείο Επιστήμης και Τεχνολογίας της χώρας.
Ένα τέτοιο διαστημόπλοιο θα αποτελούσε ένα «σημαντικό στρατηγικό αεροδιαστημικό εξοπλισμό για τη μελλοντική χρήση των διαστημικών πόρων, την εξερεύνηση των μυστηρίων του σύμπαντος και τη μακροχρόνια διαβίωση σε τροχιά», αναφέρει ο ιστότοπος του ιδρύματος.
Ο στόχος είναι οι επιστήμονες να διεξάγουν έρευνα για νέες, ελαφριές μεθόδους σχεδιασμού που θα μπορούσαν να περιορίσουν την ποσότητα των υλικών κατασκευής που θα πρέπει να μεταφερθούν σε τροχιά, καθώς και νέες τεχνικές για την ασφαλή συναρμολόγηση τέτοιων μεγάλων κατασκευών στο διάστημα.
Εάν χρηματοδοτηθεί, η μελέτη σκοπιμότητας θα διαρκέσει πέντε χρόνια και θα έχει προϋπολογισμό 15 εκατομμύρια γιουάν (2,3 εκατομμύρια δολάρια).
Το έργο μπορεί να ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία, αλλά ο πρώην επικεφαλής τεχνολόγος της NASA, Μέισον Πεκ λέει ότι η ιδέα δεν είναι εντελώς εκτός πραγματικότητας και ότι είναι περισσότερο θέμα μηχανικής.
«Νομίζω ότι είναι απολύτως εφικτό», δήλωσε στο Live Science ο Πεκ, ο οποίος σήμερα είναι καθηγητής αεροδιαστημικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Κορνέλ.
«Δεν θα τα περιέγραφα ως ανυπέρβλητα εμπόδια, αλλά ως προβλήματα κλίμακας».
Η μεγαλύτερη πρόκληση θα ήταν μακράν η τιμή, σημείωσε ο Πεκ, λόγω του τεράστιου κόστους της εκτόξευσης αντικειμένων και υλικών στο διάστημα.
Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός (ISS), ο οποίος, σύμφωνα με τη NASA, έχει πλάτος μόλις 110 μέτρα στο ευρύτερο σημείο του, κόστισε περίπου 100 δισεκατομμύρια δολάρια για να κατασκευαστεί, οπότε η κατασκευή μιας δομής που θα ήταν 10 φορές μεγαλύτερη, θα επιβάρυνε ακόμη και τον πιο γενναιόδωρο εθνικό προϋπολογισμό για το διάστημα.
Ωστόσο, πολλά εξαρτώνται από το είδος της κατασκευής που σχεδιάζουν να κατασκευάσουν οι Κινέζοι.
Ο ISS είναι γεμάτος με εξοπλισμό και έχει σχεδιαστεί για να φιλοξενεί ανθρώπους, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τη μάζα του. «Αν μιλάμε για κάτι που είναι απλώς μακρύ και όχι βαρύ, τότε αλλάζει το θέμα», είπε.
Οι τεχνικές κατασκευής θα μπορούσαν επίσης να μειώσουν το κόστος της μεταφοράς ενός τεράστιου διαστημοπλοίου στο διάστημα.
Ο συμβατικός τρόπος θα ήταν να κατασκευαστούν τα εξαρτήματα στη Γη και στη συνέχεια να συναρμολογηθούν όπως τα Lego, σε τροχιά, εξήγησε ο Πεκ.
Η δε τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης, θα μπορούσε ενδεχομένως να μετατρέψει συμπαγείς πρώτες ύλες σε δομικά στοιχεία πολύ μεγαλύτερων διαστάσεων στο διάστημα.
Μια ακόμη πιο ελκυστική επιλογή θα ήταν να προμηθευτούν τις πρώτες ύλες από το φεγγάρι- το οποίο έχει χαμηλή βαρύτητα σε σύγκριση με τη Γη- που σημαίνει ότι η εκτόξευση υλικών από την επιφάνειά του στο διάστημα θα ήταν πολύ πιο εύκολη, σύμφωνα με τον Πεκ.
Ωστόσο, αυτό απαιτεί πρώτα υποδομές εκτόξευσης στο φεγγάρι και επομένως δεν αποτελεί επιλογή βραχυπρόθεσμα.
Μεγάλο διαστημόπλοιο, μεγάλα προβλήματα
Μια δομή τεράστιων διαστάσεων θα αντιμετωπίσει και μοναδικά προβλήματα.
Κάθε φορά που ένα διαστημόπλοιο δέχεται πίεση, είτε από ελιγμούς σε τροχιά είτε από την πρόσδεση σε άλλο όχημα, η κίνηση μεταφέρει ενέργεια στη δομή του διαστημοπλοίου που την κάνει να δονείται και να λυγίζει, εξήγησε ο Πεκ.
Με μια τόσο μεγάλη δομή, αυτές οι δονήσεις θα χρειαστούν πολύ χρόνο για να υποχωρήσουν, οπότε είναι πιθανό το διαστημόπλοιο να χρειαστεί αμορτισέρ ή ενεργό έλεγχο για την αντιμετώπιση αυτών των δονήσεων, είπε.
Οι σχεδιαστές θα πρέπει επίσης να κάνουν προσεκτικά συμβιβασμούς όταν αποφασίζουν σε ποιο ύψος θα πρέπει να τεθεί σε τροχιά το διαστημικό σκάφος, πρόσθεσε ο Πεκ.
Σε χαμηλότερα υψόμετρα, η αντίσταση από την εξωτερική ατμόσφαιρα επιβραδύνει τα οχήματα, απαιτώντας από αυτά να επανέρχονται συνεχώς σε σταθερή τροχιά.
Αυτό είναι ήδη ένα πρόβλημα για τον ISS, σημείωσε ο Πεκ, αλλά για μια πολύ μεγαλύτερη δομή, η οποία έχει μεγαλύτερη αντίσταση και θα απαιτούσε περισσότερα καύσιμα για να επανέλθει στη θέση της, θα αποτελούσε σημαντικό πρόβλημα.
Από την άλλη, η εκτόξευση σε μεγαλύτερα υψόμετρα είναι πολύ πιο δαπανηρή και τα επίπεδα ακτινοβολίας αυξάνονται γρήγορα όσο απομακρύνεται ένα αντικείμενο από τη γήινη ατμόσφαιρα, γεγονός που θα αποτελέσει πρόβλημα εάν το διαστημόπλοιο φιλοξενεί ανθρώπους.
Αλλά ενώ η κατασκευή μιας τέτοιας δομής μπορεί να είναι τεχνικά εφικτή, πρακτικά δεν είναι, δήλωσε ο Μάικλ Λέμπεκ, καθηγητής αεροδιαστημικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις, ο οποίος έχει εργαστεί τόσο σε κυβερνητικά όσο και σε εμπορικά διαστημικά προγράμματα.
«Είναι κάπως σαν να μιλάμε για την κατασκευή του διαστημόπλοιου Enterprise», δήλωσε στο Live Science.
«Είναι φανταστικό, μη εφικτό και διασκεδαστικό να το σκέφτεσαι, αλλά όχι πολύ ρεαλιστικό για το επίπεδο της τεχνολογίας μας, δεδομένου του κόστους», είπε.
Δεδομένου του μικροσκοπικού προϋπολογισμού του ερευνητικού προγράμματος, πιθανότατα προορίζεται να είναι μόνο μια μικρή, ακαδημαϊκή μελέτη για τη χάραξη των πολύ πρώτων περιγραμμάτων ενός τέτοιου έργου και τον εντοπισμό τεχνολογικών κενών, εκτιμά ο Λέμπεκ.
Συγκριτικά, ο προϋπολογισμός για την κατασκευή μιας κάψουλας που θα μεταφέρει αστροναύτες στον ISS ήταν 3 δισεκατομμύρια δολάρια.
«Έτσι, το επίπεδο της προσπάθειας εδώ είναι εξαιρετικά μικρό σε σύγκριση με τα επιθυμητά αποτελέσματα», πρόσθεσε.
Υπάρχουν επίσης ερωτήματα σχετικά με το για ποιο σκοπό θα χρησιμοποιηθεί ένα τόσο μεγάλο διαστημόπλοιο.
Σύμφωνα με τον Λέμπεκ, αυτό μπορεί να περιλαμβάνει διαστημικές κατασκευαστικές εγκαταστάσεις που εκμεταλλεύονται τη μικροβαρύτητα και την άφθονη ηλιακή ενέργεια για την κατασκευή προϊόντων υψηλής αξίας, όπως ημιαγωγοί και οπτικός εξοπλισμός, ή κατοικίες για μακροχρόνια διαβίωση. Αλλά και τα δύο θα συνεπάγονταν τεράστιο κόστος συντήρησης.
«Ο διαστημικός σταθμός είναι μια επιχείρηση αξίας 3 δισεκατομμυρίων δολαρίων ετησίως», πρόσθεσε.
«Πολλαπλασιάστε το αυτό για τις μεγαλύτερες εγκαταστάσεις και το αποτέλεσμα είναι ένα μάλλον μεγάλο και δαπανηρό επιχείρημα».
Η Κίνα έχει επίσης εκδηλώσει ενδιαφέρον για την κατασκευή τεράστιων συστοιχιών ηλιακής ενέργειας σε τροχιά και τη μετάδοση της ενέργειας πίσω στη Γη μέσω ακτίνων μικροκυμάτων, αλλά ο Πεκ εξήγησε ότι αυτό δεν συμφέρει καθόλου οικονομικά.
Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του, κάτι τέτοιο θα κόστιζε περίπου 1.000 δολάρια ανά βατ, σε σύγκριση με μόλις 2 δολάρια ανά βατ για την ενέργεια που παράγεται από ηλιακούς συλλέκτες στη Γη.
Ίσως η πιο ελπιδοφόρα εφαρμογή για μια τέτοια μεγάλη διαστημική δομή να είναι επιστημονική, δήλωσε ο Πεκ.
Ένα διαστημικό τηλεσκόπιο αυτής της κλίμακας θα μπορούσε ενδεχομένως να δει χαρακτηριστικά στην επιφάνεια πλανητών σε άλλα ηλιακά συστήματα.
«Αυτό θα μπορούσε να είναι μετασχηματιστικό για την κατανόηση των εξωηλιακών πλανητών και ενδεχομένως της ζωής στο σύμπαν», πρόσθεσε.
