خانه های یخی در مریخ | ‌ تحقق رویای زندگی در کره دیگر

افزایش روزافزون جمعیت بشر بر روی کره زمین از یک طرف و کاهش چشم گیر منابع طبیعی از طرف دیگر، محققین و دانشمندان را به فکر واداشته تا جهت تامین منابع و محیط زندگی، بر روی سایر کرات منظومه شمسی تحقیق و بررسی داشته باشند. محققین ناسا که در علوم سیارات و تحقیقات فضایی پیشگامند، کره مریخ را به دلیل این که نزدیک ترین و قابل زیست ترین سیاره نسبت به سایر سیارات است، جهت تحقیق و بررسی انتخاب کردند. ایده تفکر زندگی بر روی کره مریخ از قرن 19 میلادی کلید خورده بود و مهمترین چالش پیش روی آن، یافتن آب و پناهگاهی برای زیستن بوده، بنابراین در جهت رفع این دغدغه ها با مطرح شدن ایده های فراوان بین دانشمندان و  محققین مختلف و به لطف پیشرفت علم در طول زمان، مفهوم ساخت خانه های یخی در مریخ، مطرح شد. خانه هایی که می توانند زندگی روی کره ای به جز زمین را برای انسان ممکن سازند. اما به نظر می رسد در این مرحله بیشتر دانشمندان مریخ ساکنان این خانه ها هستند چرا که  فضانوردان جهت انجام برخی تحقیقات خود، نیازمند جایی امن هستند تا در برابر خطرات محیطی مریخ در امان باشند.

شاید روزی برسد که دیگر کره زمین برای زندگی مناسب نباشد، شاید دیگر زمینی برای ساخت خانه ای جدید نصیب انسان نشود، یا حتی آب و هوایی برای ادامه زندگی یافت نشود. آن موقع است که دیگر باید به این ایده جامه ی عمل پوشاند. اما داستان این خانه ها چیست؟ چطور می شود روی این کره ی سرخ رنگ خانه ای داشت و زندگی کرد؟ چه چالش هایی پیش روی انسان قرار می گیرد.

اگر به زندگی در این خانه یخی و بررسی امکانات آن علاقه دارید، با کارناوال همراه باشید.

شروع داستان | تحقق ایده زندگی روی مریخ

شروع داستان بر می گردد به فضانوردانی که برای انجام تحقیقات به سطح کره مریخ می روند. وقتی که فضانوردان برای انجام ماموریت های خود، بر روی کره مریخ پا می گذارند، ممکن است به جای چند روز، چندین ماه مجبور به ماندن بر روی این کره ی سرخ شوند. در این حالت به علت این که سطح مریخ، نوسانات دمایی شدیدی دارد و جَوِ آن در مقابل تشعشعات با انرژی بالا،‌ محافظت کافی را فراهم نمی آورد، کاوشگران نیازمند پناهگاهی خواهند بود تا در برابر این خطرات ایمن بمانند و به اصطلاح خانه ای برای خودشان در مریخ داشته باشند.

تمام این موارد و مقابله با یکی از اصلی ترین چالش های فضانوردان که مقابله با تشعشات فضایی بود، سبب شد تا ایده و طرح های متفاوت مطرح شود. یکی از این راه حل ها، ساخت پناهگاه زیرزمینی در مریخ بود، ولی حفر پناهگاه در زیرزمین، قبل از اینکه فضانوردان به آنجا برسند،‌ نیازمند تجهیزات رباتیک سنگین و پر هزینه ای بود که می بایست از کره زمین به آنجا ارسال شود. پس باید به دنبال راه دیگری می گشتند تا جایگزینی باشد برای پناهگاه های زیرزمینی.

تحقیقات در حال انجام بود تا اینکه یک تیم تحقیق از دانشگاه تگزاس، گزارش کرد که در ناحیه ای از مریخ، میزان آب قابل توجهی به شکل یخِ دفن شده بر روی کره زمین قرار دارد. آن ها دریافتند که حجم آب منجمد که در مریخ وجود دارد از دریاچه‌ی سوپریور ( Superior ) در آمریکای شمالی که حجمی برابر با 12 هزار کیلومتر مکعب دارد هم بیشتر است. نتیجه ی این تحقیقات توانست تا خیال دانشمندان را برای تامین مطالح مورد نیاز برای ساخت خانه های یخی راحت کند. همچنین آن ها پی بردند مشابه این لایه یخی که اندازه آن کمی بزرگتر از وسعت ایالت نیومکزیکو است در ناحیه دیگری در شمالِ مریخ نهفته و با ۳ تا ۳۳ فوت (۱ تا ۱۰ متر) از خاک پوشیده شده است. نهایتا آقای کوین ویپاوتز ( Kevin Vipavetz ) که مهندس ارشد سیستم ها از مرکز پژوهشی لانگلی ناسا ( NASA Langley ) در ویرجینیای آمریکاست اعلام کرد:

پس از یک روز که صرف شناسایی نیازها، اهداف و محدودیت ها شد، ما فورا ایده های مختلفی مطرح کردیم و در نهایت بر سر طراحی این خانه یخی توافق کردیم.

مرکز پژوهشی لانگلی ناسا ( NASA Langley ) واقع در ویرجینیای آمریکا، از قدیمی ترین مراکز پژوهشی ناساست که بر روی پژوهش های حمل و نقل هوایی تمرکز دارد.

جالب است بدانید که طرح ساخت خانه های بر روی مریخ توانست جایزه ی بهترین طراحی ناسا را نیز از آن خود کند.

نگاهی به طراحی خانه های یخی

ایده ساخت خانه های یخی،‌ با هدف استفاده از منابع موجود در مریخ همراه بود و در واقع، محققین ناسا به دنبال ساخت پناهگاهی بودند تا بتوانند، فضانوردان را در مقابل خطرات محیطی سیاره مریخ،‌ محافظت کنند. با فکر کردن درباره نامی که ناسا برای این خانه گذاشته، در ابتدا، تصور کلبه های اسکیمو ( ایگلو ) در ذهنتان تداعی می شود ولی باید بگوییم که کاملا تصور اشتباهی دارید. خانه یخی، در واقع قطعه ای با تیوپ درونی می باشد که با آب های یخی که از مریخ قابل استخراج است، باد می شود، به طوری که وقتی کاملا باد شود، با یک لایه محافظ یخ ضخیم پوشیده می شود. (به تصویر خانه یخی توجه نمایید)

در واقع ناسا به دنبال ساخت قلعه ی باد شونده ای است که درون یخ احاطه شده و فضانوردان را در مقابل نوسانات شدید دمای محیط و تشعشعات با انرژی بالا، محافظت کند.

فشار هوای درون هر یک از این خانه ها برابر است با 6600 گرم بر 6 سانتیمتر مربع در دمای 22 درجه سانتگیراد. همین فشار هوای درون خانه است که شکل و شمایل این طرح را با محدودیت هایی مواجه می کند. به همین دلیل بهترین راه برای مقابله با این مشکل ساخت سقف خانه به شکل گنبد است تا فشار را کنترل کند.

نگاهی به دورن خانه های یخی

حال که با این مفهوم و طرح جالب محققان ناسا آشنا شدیم بد نیست تا نگاهی بیاندازیم به دورن این خانه ها و ببینیم چه امکانات و بخش هایی دارند.

جالب است بدانید که خانه ی یخی، یک زیستگاه با ساختار عمودی بوده و دارای چهار سطح  و یا همان طبقه مختلف، برای اسکان 4 نفر می باشد.

در هر یک از سطح های این خانه بخش های زیر برای زندگی در نظر گرفته شده است:

راهروها

بخش های ورودی 

آزمایشگاه

کتابخانه و اتاق کار

بخش های بهداشتی

باغ های اکسیژن | این باغ ها در کنار اینکه تامین کننده اکسیژن و غذای ساکنان هستند از یکنواختی محیط می کاهند و آن را دلپذیر می کنند.

اتاق افسران، گالری

چگونه این خانه ها محافظت لازم را فراهم می آورند؟

هدف اصلی خانه یخی، محافظت فضانوردان از تشعشعات پر انرژی،‌ مثل اشعه های کیهانی است که می تواند به جو مریخ نفوذ کرده و موجب تخریب سلول ها و افزایش ریسک ابتلا به سرطان، تخریب سلول های DNA و سایر بیماری های تشعشعاتی حاد شود. خوشبختانه سطح زیر زمین مریخ، مملو از آب های یخی است و از آن جایی که خانه های یخی از آب تشکیل شده و غنی از هیدروژن اند، می توانند به عنوان یک محافظ در برابر این تشعشعات و به صورت یک پوشش عالی در برابر ورود اشعات به بدن فضانوردان، عمل کند. به طوری که در تصویر زیر می توانید مشاهده کنید که قطر یخ در اطراف سقف گنبد، چگونه محافظت لازم را به عمل می آورد.

یکی از محققین ناسا به نام شیلا ان تیبیولت ( Sheila Ann Thibeault )  از مرکز تحقیقات لانگلی، می گوید:

مواد و مصالحی که این خانه ها را می سازند باید به گونه ای باشند که بتواند سال ها در مقابل محیط خشن و سخت، پرتوهای ماورای بنفش، پرتوهای ذرات باردار، اکسیژن های اتمی احتمالی، پرکلراتها و طوفان های غبار، تاب بیاورند.

مقایسه ویژگی های خانه یخی با سایر گزینه های زندگی بر روی مریخ

محققین تیم ناسا اعلام کردند که یکی از بهترین راه حل ها برای زنده ماندن انسان روی مریخ، ساخت پناهگاه در زیر زمین است، چون که بهترین محافظت لازم در مقابل تمامی عناصر روی سطح مریخ را فراهم می آورد. ولی با وجود این، چرا خانه یخی به عنوان برترین طراحی انتخاب شد؟! برای پاسخ به این سوال، در ادامه به مقایسه مزیت ها و معایب خانه یخی با پناه گاه زیرزمینی می پردازیم:

مزایای خانه یخی

۱) یکی از مهمترین مزیت های خانه یخی، وزن سبک آن هاست، به طوری که موجب شده، به راحتی توسط ربات ها قابلیت جابجایی، ساخت و توسعه آسانی داشته باشند در حالی که هزینه ساخت و پیاده سازی پناهگاه زیرزمینی بسیار بالاست.

۲) ساختار خانه یخی یک تانک مخزنی دارد که می تواند، هم توسط کاوشگران، جهت استفاده از منابع آبی مورد نیاز خود،‌ مورد استفاده قرار بگیرد و هم به طور بالقوه برای سوخت موشک،‌ جهت وسایل صعود به مریخ به کار گرفته شود.

۳) تمام موادی که برای ساخت خانه یخی مورد استفاده قرار می گیرند، نیمه شفاف اند،‌ بنابراین روشنایی نور بیرون، از آن عبور کرده و به شما،‌ این حس را منتقل می کند که درون خانه زندگی می کنید  و نه درون یک غار.

۴) جهت مدیریت دما درون خانه های یخی، یک لایه از گاز دی اکسید کربن به عنوان عایقی بین محیط زندگی درون خانه یخی و لایه محافظ ضخیم یخ استفاده شده، که در کره مریخ به وفور یافت می شود.

معایب خانه یخی

۱) درست است که قبل تر اشاره کردیم، وجود آب های یخی درون لایه محافظ خانه یخی، محافظ بسیار خوبی در برابر مضرات محیطی مریخ محسوب می شود، ولی پناهگاه زیرزمینی بیشترین محافظت را در مقایسه با خانه های یخی، فراهم می آورد.

۲) یکی از محدودیت های اساسی خانه یخی، مقدار آبی است که در ساخت آن استفاده می شود. میزان نرخ پر شدن خانه های یخی با این آب، ۳/۵ فوت مکعب در روز یا به عبارتی یک متر مکعب در روز است. بنابراین برای آماده شدن یک خانه یخی، قبل از رسیدن فضانوردان، حدود 400 روز زمان لازم داریم که قطعا مقدار قابل توجهی است.

۳) اگر میزان آب استخراج شده از روی مریخ، می توانست با سرعت و حجم بیشتری صورت بگیرد، قادر بودند خانه یخی را در ابعاد بزرگ تری  طراحی کنند.

سخن آخر

از آنجا که ساخت خانه یخی، در مرحله مفهوم است، بنابراین بیشتر شبیه یک راه حل امیدبخش به تمامی مشکلات گوناگونی است که در ارتباط با زندگی بر روی مریخ وجود دارد و پیشگامان آینده امیدوارند تا در آینده، اولین چیزی که پس از پیاده شدن بر روی مریخ،‌ با آن روبه رو شوند،‌خانه های یخی باشد.

 کوین کمپتون می گوید: ب

عد از یک ماه گردش در فضا، هنگامی که به مریخ می رسید و خانه جدیدتان، جهت زندگی کردن را آماده می یابید،‌ آن روز بسیار خوبی برایتان خواهد بود.

با تمام این ها باید منتظر روزی باشیم که این ایده به به دنیای واقعی قدم بگذارد.

نظر شما چیست؟ آیا به نظرتان روزی فرا می رسد که شاهد ساخت چنین خانه هایی بر روی سطح مریخ و یا حتی سیاره های دیگر باشیم؟

آیا به زندگی در کره دیگر تابحال فکر کرده اید؟

آیا می توان در مناطق خاص کره زمین هم، چیزی مشابه خانه یخی استفاده کرد؟

منتظر ایده ها و نظرات شما عزیزان هستیم.