نزدیکترین منظومه ستارهای خارج از منظومه شمسی ما، آلفا قنطورس است. کمنورترین عضو آن، پروکسیما قنطورس، در فاصله ۴.۲۴ سال نوری از ما قرار دارد، در حالی که دو ستاره مشابه خورشید، یعنی آلفا قنطورس A و B، حدود ۴.۳۷ سال نوری با زمین فاصله دارند. این فاصله روی نقشهای از کهکشان تقریباً نزدیک به نظر میرسد، اما از نظر سفر با فضاپیما فاصلهای بسیار عظیم است.
پاسخ کوتاه به این پرسش که آیا میتوانیم به آنجا برسیم، این است: در اصل بله، اما نه با فضاپیمایی که امروزه در اختیار داریم. درباره وجود حیات نیز پاسخ سادهتر است: هیچکس نمیداند و تاکنون هیچ مدرکی از وجود حیات در آنجا پیدا نشده است.
آلفا قنطورس دقیقاً به همین دلیل برای من جذاب است؛ زیرا این دو واقعیت را در کنار هم قرار میدهد. سیارهای واقعی در مداری که ممکن است شرایط مناسبی برای حیات داشته باشد، آنقدر نزدیک است که میتوانیم نامش را بدانیم، اما همچنان بسیار فراتر از توانایی فعلی بشر برای سفر و بازدید قرار دارد.
نزدیکترین منظومه به ما سه ستاره دارد
ناسا آلفا قنطورس را یک منظومه سهستارهای معرفی میکند. آلفا قنطورس A و B ستارههایی شبیه خورشید هستند که به دور یکدیگر میچرخند، در حالی که ستاره کوتوله سرخ بسیار کوچکتر، یعنی پروکسیما قنطورس، در یک رابطه مداری دور با آنها قرار دارد. پروکسیما نزدیکترین ستاره منفرد به خورشید است.
دستکم یک سیاره تأییدشده به دور پروکسیما قنطورس میچرخد. آرشیو سیارات فراخورشیدی ناسا، پروکسیما قنطورس b را بهعنوان سیارهای ثبت کرده است که از طریق حرکت بسیار جزئی رفتوبرگشتی که در ستاره مادر خود ایجاد میکند، شناسایی شده است. اندازهگیریهای فعلی نشان میدهند که حداقل جرم این سیاره حدود ۱.۰۷ برابر جرم زمین است و هر بار گردش آن به دور ستاره حدود ۱۱.۱۹ روز طول میکشد.
این همان سیارهای است که معمولاً وقتی از وجود حیات در نزدیکترین منظومه ستارهای به ما صحبت میشود، منظور آن است. ناسا در بررسی خود از منظومه آلفا قنطورس و سیارات آن، درباره این موضوع با احتیاط صحبت میکند: وجود پروکسیما b تأیید شده، اما سایر سیگنالهای احتمالی در این منظومه همچنان نیازمند بررسی دقیق هستند.
فضاپیماهای فعلی حدود ۷۵ هزار سال زمان نیاز دارند
ناسا سرعت وویجر ۱ نسبت به خورشید را حدود ۱۷ کیلومتر بر ثانیه اعلام کرده است. اگر یک فضاپیما بتواند با همین سرعت به سمت پروکسیما قنطورس حرکت کند، سفر آن تقریباً ۷۵ هزار سال طول خواهد کشید. البته وویجر ۱ به سمت پروکسیما حرکت نمیکند؛ بنابراین این عدد صرفاً برای نشان دادن مقیاس فاصله است و یک برنامه سفر واقعی محسوب نمیشود.
سرعت تنها یکی از مشکلات است. یک کاوشگر باید بتواند در برابر غبار میانستارهای دوام بیاورد، تجهیزات خود را برای مدت بسیار طولانی فعال نگه دارد، با دقت بسیار بالایی به سمت یک هدف متحرک هدایت شود و در فاصلهای بیش از ۴۰ تریلیون کیلومتر با زمین ارتباط برقرار کند.
اگر هدف مأموریت ورود به مدار پروکسیما باشد و نه صرفاً عبور سریع از کنار آن، فضاپیما باید راهی برای کاهش سرعت خود نیز داشته باشد. هر یک از این نیازها به افزایش جرم و پیچیدگی مأموریت منجر میشود.
بادبان لیزری میتواند زمان سفر را به چند دهه کاهش دهد
یکی از شناختهشدهترین طرحها برای فراتر رفتن از فناوری موشکهای معمولی، پروژه Breakthrough Starshot است. این طرح که با بودجه خصوصی دنبال میشود، پیشنهاد میکند از یک آرایه لیزری مستقر روی زمین برای شتاب دادن به کاوشگرهایی در مقیاس چند گرم که به بادبانهای بسیار نازک متصل هستند، استفاده شود.
هدف این طرح رساندن این کاوشگرها به سرعتی حدود ۲۰ درصد سرعت نور است. بر اساس مفهوم پیشنهادی، کاوشگر میتواند کمی بیش از ۲۰ سال بعد به آلفا قنطورس برسد و سپس حدود ۴.۲۴ سال دیگر طول میکشد تا نخستین دادهها به زمین برسند.
با این حال، Breakthrough Starshot هنوز یک برنامه تحقیقاتی است و مأموریت پروازی تأییدشده محسوب نمیشود.
خود پروژه Starshot نیز فهرستی از مشکلات حلنشده مهندسی را مطرح کرده است. یک سیستم عملیاتی به یک تأسیسات لیزری بسیار بزرگ، بادبانی که بتواند شتاب فوقالعاده شدید را تحمل کند، تجهیزات الکترونیکی که پس از دههها حضور در فضا همچنان کار کنند، محافظت در برابر غبار و یک سامانه ارتباطی برای کاوشگری با وزن تنها چند گرم نیاز دارد.
یک کاوشگر با سرعت بسیار بالا همچنین زمان بسیار کمی برای مشاهده منظومه خواهد داشت.
هیچیک از این مشکلات با قوانین شناختهشده فیزیک در تضاد نیست. اما مجموع آنها نشان میدهد که «ممکن بودن» با «برنامهریزی برای انجام مأموریت» تفاوت دارد. سفر انسان بسیار دشوارتر خواهد بود؛ زیرا یک فضاپیمای سرنشیندار به محافظت در برابر پرتوها، انرژی، سیستم پشتیبانی حیات و جرم بسیار بیشتری نیاز دارد و در نهایت باید راهی برای کاهش سرعت نیز پیدا کند. در حال حاضر هیچ برنامهای به مرحله تلاش واقعی برای چنین سفری نزدیک نیست.
پروکسیما b ممکن است شرایط دمایی مناسبی داشته باشد، اما لزوماً قابل سکونت نیست
پروکسیما b مقدار نوری از ستاره خود دریافت میکند که آن را در محدودهای قرار میدهد که معمولاً «منطقه قابل سکونت» نامیده میشود. این بدان معناست که در صورت وجود شرایط جوی مناسب، آب مایع میتواند روی سطح آن وجود داشته باشد.
اما این موضوع به هیچ وجه ثابت نمیکند که آب، جو یا حیات واقعاً در این سیاره وجود دارد.
«منطقه قابل سکونت» در واقع درباره مدار یک سیاره صحبت میکند، نه شرایط واقعی سطح آن.
پروکسیما قنطورس یک کوتوله سرخ فعال است و سیاره آن تنها حدود ۰.۰۴۹ واحد نجومی از ستاره فاصله دارد. یک مدل از دست رفتن جو که توسط ناسا انجام شده، نشان داده است که یک جو شبیه جو زمین در مدار پروکسیما b ممکن است بسیار سریعتر از جو زمین از بین برود.
البته این مطالعه، شرایط یک سیاره مشابه زمین را تحت فرضیات مشخص مدلسازی کرده و جو واقعی پروکسیما b را مشاهده نکرده است.
مدلهای دیگری نیز نتایج امیدوارکنندهتری ارائه کردهاند. شبیهسازیهای اقلیمی ناسا نشان دادهاند که برخی ترکیبهای احتمالی از جو و اقیانوس میتوانند امکان وجود آب مایع را حفظ کنند؛ حتی اگر یک سمت سیاره همیشه رو به ستاره باشد.
با این حال، اینها شرایط اقلیمی احتمالی هستند و نه اندازهگیریهای واقعی از وضعیت این سیاره.
هنوز هیچ مدرکی از وجود حیات در آنجا نداریم
جو پروکسیما b همچنان یک پرسش حلنشده است، زیرا این سیاره از دید ما از مقابل ستاره خود عبور نمیکند. به همین دلیل، یکی از مؤثرترین روشهای مطالعه جو سیارات فراخورشیدی در مورد آن قابل استفاده نیست.
در عوض، اخترشناسان باید از روشهای دشوارتری مانند تصویربرداری مستقیم و اندازهگیری نور ترکیبی منظومه استفاده کنند.
حتی اگر در آینده اکسیژن، متان یا آب در این سیاره شناسایی شود، باز هم باید با احتیاط درباره آن قضاوت کرد. فرایندهای زمینشناسی و شیمیایی میتوانند برخی از نشانههایی را ایجاد کنند که با حیات مرتبط دانسته میشوند. از سوی دیگر، ممکن است یک سیاره دارای حیات باشد اما هیچ سیگنالی تولید نکند که تلسکوپهای ما بتوانند آن را شناسایی کنند.
بنابراین، آلفا قنطورس را میتوان مقصدی قابل تصور برای یک کاوشگر رباتیک بسیار کوچک در طول عمر نسلهای آینده دانست؛ البته به شرط آنکه مشکلات بزرگ مهندسی حل شوند.
اما این منظومه مقصدی نیست که فضاپیماهای امروزی بتوانند به شکل معناداری به آن برسند و پروکسیما b نیز یک «زمین دوم» نیست که منتظر تأیید وجود حیات در آن باشیم.
در حال حاضر، پروکسیما b سیارهای نسبتاً نزدیک و تقریباً همجرم زمین است که مهمترین ویژگیهای آن همچنان ناشناخته باقی ماندهاند.
