კოსმოსური აფროსნობა

იცით, რომელ ფაზაშია მთვარე? თუ არ იცით, ამით არც არაფერი დაშავდება, ძველად კი, სანამ ქალაქებს და სოფლებს ელექტროენერგია გაანათებდა, ხალხი გულდასმით აკვირდებოდა ღამის ცას. 1607 წელს, იქამდე არნახულად კაშკაშა კომეტის გამოჩენამ, დიდი მითქმა-მოთქმა გამოიწვია.

ციურმა სხეულმა, რომელსაც შემდგომში ჰალეის კომეტა უწოდეს (ინგლისელი მეცნიერის, ედმუნდ ჰალეის პატივსაცემად, რომელმაც კომეტის ორბიტა გამოთვალა), გერმანელი ასტრონომი იოჰანეს კეპლერი ღრმად დააფიქრა. კეპლერმა ივარაუდა, რომ კომეტის კუდი მზის სითბოს ზემოქმედებით კომეტის ზედაპირიდან აორთქლებული ან გამოთავისუფლებული ნივთიერება იყო. კეპლერი წერდა: „ისეთი იალქნიანი ხომალდები რომ გვქონდეს, რომლებიც ციური ქარების დახმარებით იფრენენ, აუცილებლად გამოჩნდება ხალხი, რომელიც ამ ხომალდებით ზეცის საკვლევად გაეშურება“.

ქარი, რომლის წყალობითაც იალქნიანი ხომალდი დაცურავს, გარკვეულწილად მზის ენერგიის გავლენით წარმოიქმნება. კეპლერი XVI საუკუნეში დაიბადა, როდესაც ნიკოლაი კოპერნიკმა აღმოაჩინა, რომ დედამიწა მზის გარშემო ბრუნავს. ბუნებრივია, რომ იალქნიანი ხომალდების და დიდი აღმოჩენების ეპოქაში დაბადებულ კეპლერს ვარსკვლავებით მოჭედილ ცაში მოგზაურობის იდეა მოსვენებას არ აძლევდა.

1977 წელს, როდესაც კარლ საგანის ასტრონომიის ლექციებს ვისმენდი, კოსმოსური აფროსნობის იდეა უკვე სავსებით რეალურ პერსპექტივად მესახებოდა. საგანი ნათლად აღწერდა კოსმოსურ ხომალდს, რომელიც გრავიტაციის და ორბიტული მოძრაობის ბორკილებს დააღწევდა თავს და ვარსკვლავებს შორის თავისუფლად იფრენდა. ვარსკვლავური ნათება კოსმოსის უსასრულო ოკეანეში მცურავი ხომალდისთვის ზურგის ქარივით იქნებოდა.

საგანის ოცნებას ხორცი პლანეტარულმა საზოგადოებამ შეასხა. პლანეტარული საზოგადოება მსოფლიოს უდიდესი არასამთავრობო კოსმოსური ორგანიზაციაა, რომელიც საგანმა 1980 წელს დააფუძნა (და რომელსაც ახლა მე ვხელმძღვანელობ). 2015 წლის ივნისში ჩვენ მზის ენერგიაზე მომუშავე პირველი კოსმოსური ხომალდი  – LightSail 1 გამოვცადეთ. 2018 წლის ნოემბრის ბოლოსთვის კი, კანავერალის კონცხიდან LightSail 2-ის გაშვებას ვგეგმავთ, რომელსაც დედამიწის ორბიტაზე SpaceX-ის რაკეტა Falcon Heavy გაიყვანს.

ვარსკვლავურ აფროსნობაზე მეოცნებე კეპლერის გარდაცვალებიდან სამი საუკუნის შემდეგ მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ სინათლე სუფთა ენერგიაა, ენერგია კი, როგორც მოგეხსენებათ, საგნებს მოძრაობის და ურთიერთქმედების საშუალებას აძლევს. დღეს უკვე ზუსტად ვიცით, რა რაოდენობის ენერგიაა თითოეულ ფოტონში. ამ ელემენტარულ ნაწილაკს არა აქვს მასა, მაგრამ აქვს იმპულსი.

როდესაც ბოულინგის მოძრავი ბურთი კეგლებს ეჯახება, ბურთის იმპულსი კეგლებს გადაეცემა, კეგლები იქცევა და ქულები გვემატება.

სინათლის შემთხვევაში საქმე სხვაგვარადაა. როდესაც მზეს ვეფიცხებით, ფოტონები ბოულინგის ბურთივით მტკივნეულად არ გვეჯახება. ფოტონი პაწაწინა ნაწილაკია, ამიტომაც დედამიწაზე ეგრეთ წოდებულ სინათლის წნევას გრავიტაცია და ხახუნის ძალა გადაფარავს.

რა იქნება, რომ უამრავი ფოტონის ენერგია გამოვიყენოთ და არაფერი გვწევდეს უკან. ერთადერთი ადგილი, სადაც გრავიტაციის და ხახუნის ძალისგან თავის დაღწევაა შესაძლებელი,  ღია კოსმოსია.

1920-იანი წლებიდან მეცნიერები ფიქრობდნენ ისეთი მსუბუქი და დიდი კოსმოსური ხომალდის შექმნაზე, რომელსაც ფოტონების ენერგია ისევე დაძრავდა, როგორც ჰაერის მოლეკულები – იალქნიან ხომალდებს.

მზის ენერგიაზე მომუშავე კოსმოსური ხომალდი მხოლოდ ახირებული გონების ნაყოფი არ არის. ის კოსმოსში გადაადგილების საკმაოდ ეკონომიური მეთოდია. როგორც კი ასეთი ხომალდი ორბიტაზე გავა, მას საწვავი აღარ დასჭირდება. მიუხედავად იმისა, რომ გამწევი ძალა საკმაოდ მცირეა – პრიალა იალქნის ყოველ კვადრატულ მეტრზე 9 მიკრონიუტონი – ტრადიციული კოსმოსური ხომალდისგან განსხვავებით, ასეთ ხომალდს არასოდეს გაუთავდება საწვავი. მზე მუდმივად ანათებს და ხომალდსაც ენერგია მუდმივად მიეწოდება.

LightSail 2 პურის ზომისაა: 10 x 10 x 30 სმ. ხომალდის სპეციალურ განყოფილებაში პრიალა იალქნები იმალება. ორბიტაზე გასვლის შემდეგ იალქნები გაიშლება და მათი ზომა ხუთნახევარ კვადრატულ მეტრს მიაღწევს. პრიალა იალქნების ზედაპირზე დაცემული მზის სინათლე პაწაწინა ხომალდს საკმარისი ენერგიით მოამარაგებს და დედამიწაზე მყოფ ჯგუფს შეეძლება, ხომალდი ნებისმიერი მიმართულებით გაუშვას.  

მოკლედ, ნამდვილი იალქნიანი ხომალდია იმ განსხვავებით, რომ ზღვის ნაცვლად ის კოსმოსში გადაადგილდება და ქარის ნაცვლად მზის სხივების ენერგიას იყენებს.

ვიმედოვნებთ, რომ LIGHTSAIL 2 საკმარის ორბიტულ ენერგიას გამოიმუშავებს და ჩვენი პატარა კოსმოსური ხომალდი უფრო და უფრო მაღალ ორბიტაზე გავა. რაც მთავარია, გვჯერა, რომ ეს მისია ფუნდამენტურად შეცვლის კოსმოსური ფრენების ტექნოლოგიას. LightSail-ის მისიები გლობალური პროექტის ნაწილია, რომელიც კოსმოსური კვლევების გაიაფებას ისახავს მიზნად. გვჯერა, რომ მალე ისეთი მისიების განხორციელებას შევძლებთ, რომლებიც წინათ წარმოუდგენლად ძვირი ან შეუძლებელი იყო.

მაგალითისთვის: დროგამოშვებით მზეზე დიდი ამოფრქვევები ხდება, რომლებსაც კორონარული მასის ამოტყორცნა ეწოდება. დამუხტული ნაწილაკების ეს ჭავლები, რომელთაც ხომალდის ელექტროაპარატურის დაზიანება შეუძლია, სივრცეში ძალიან სწრაფად გადაადგილდება, თუმცა არც ისე სწრაფად, როგორც სინათლის ფოტონები.

ადრე თუ გვსურდა, რომ თანამგზავრი მზესთან ისევე მიგვეახლოვებინა, როგორც, ვთქვათ, პლანეტა ვენერაა და, ამავდროულად, თანამგზავრს იმავე ორბიტული სიჩქარით ემოძრავა, როგორც დედამიწა მოძრაობს, მზის გრავიტაცია თანამგზავრს ნელ-ნელა ჩაყლაპავდა. მზესთან ასე ახლოს ფრენისთვის ხომალდს მუდმივი საპირისპიროდ მიმართული ძალაც  სჭირდება. მზის იალქნებს ამ ენერგიის გამომუშავება შეუძლიათ, ხომალდზე არსებულ მოწყობილობას კი შეეძლება კორონარული მასის ამოტყორცნა შენიშნოს და გამაფრთხილებელი სიგნალი გამოგვიგზავნოს.

იმავე წარმატებით შეგვეძლება, კოსმოსური ხომალდი ინფრაწითელი ტელესკოპით აღვჭურვოთ და დედამიწის გარშემო გავუშვათ. მას შეეძლება კოსმოსის ცივი უკუნეთის სკანერივით დამუშავება და დედამიწის მიმართულებით მფრინავი სახიფათო ასტეროიდების ნათების შენიშვნა. მზის ენერგიაზე მომუშავე კოსმოსურ ხომალდს შეეძლება  სამხრეთ ან ჩრდილოეთ პოლუსის თავზე მუდმივად ფრენა და ამინდის ან კლიმატის ცვლილებაზე დაკვირვება. ეს მხოლოდ დასაწყისია და მომავალში ასეთი ხომალდებისგან ბევრად უფრო მეტ სარგებელს მივიღებთ.

დაფიქრდით, რამოდენა მნიშვნელობა აქვს თანამედროვე სამყაროსთვის მეცნიერულ კვლევა-ძიებას. ვებგვერდი ან ჟურნალი, რომელსაც ახლა კითხულობ, მანქანა, რომელსაც ატარებ – ეს ყველაფერი იმის წყალობით გვაქვს, რომ ჩვენი წინაპრები არ შეუშინდნენ აბობოქრებულ ოკეანეებს, უცნობ კონტინენტებს, უსასრულო კოსმოსს.

პლანეტარული საზოგადოების მიზანი კოსმოსური კვლევების განვითარებაა. კოსმოსზე იშვიათად ვფიქრობთ, მაგრამ როდესაც ვფიქრობთ, დიადი მიზნების მიღწევა შეგვიძლია. ამიტომაც გვსურს, ყველას მივცეთ LightSail-ის მისიაში მონაწილეობის შესაძლებლობა – ნებისმიერს შეუძლია კვლევებისთვის საჭირო თანხის შეგროვებაში მოგვეხმაროს, დაესწროს ჩვენს ღონისძიებებს ან ინტერნეტით გამოიწეროს სიახლეები – მივცეთ საშუალება, მომავლის ნაწილი გახდნენ, უფრო დემოკრატიული გახადონ კოსმოსი, ყველამ ერთად, ახალი რაკურსით დავინახოთ ის და ჩვენი ადგილი მასში. მოკლედ: წინ ვარსკვლავებისკენ!

ინჟინერ-მექანიკოსი ბილ ნაი პლანეტარული საზოგადოების აღმასრულებელი დირექტორი და National Geographic-ის სატელევიზიო შოუს – „მარსის“ – ექსპერტია. ბილ ნაის მიჰყავს  Netflix-ის გადაცემა სახელწოდებით „ბილ ნაი სამყაროს გადასარჩენად“. იგი პოპულარული ავტორია და ამ თვეში იბეჭდება მისი წიგნი: „ყველაფერი ერთად“. ემის ჯილდოს მფლობელია მისი სატელევიზიო გადაცემა „ბილ ნაი – მეცნიერი“, რომელიც ახალგაზრდებს მეცნიერებასა და ინჟინერიას აზიარებს.

ის მაინც დაფრინავს… 

სანამ LightSail 2 კოსმოსური მოგზაურობისთვის ემზადება, ამ სფეროს ვეტერანიც უნდა გავიხსენოთ. Vanguard 1 (მარცხნივ) მზის ენერგიაზე მომუშავე პირველი თანამგზავრია, რომელიც აშშ-მა ორბიტაზე 1958 წლის 17 მარტს გაუშვა. თანამგზავრმა 1964 წელს შეწყვიტა მონაცემების გამოგზავნა, მაგრამ ის 60 წლის შემდეგაც კვლავ დედამიწის ორბიტის გარშემო დაფრინავს. Vanguard 1 უძველესი ხელოვნური თანამგზავრია კოსმოსში. Vanguard 1-მა დედამიწას 239 000-ჯერ შემოუფრინა და ალბათ კიდევ ასი წლის განმავლობაში იფრენს.