لا يزال المسبار "فوياجر1" يسبح عبر الفضاء منذ نحو 40 عاما بالنسبه لعشاق سلسله الخيال العلمي المعروفه باسم "ستار تريك"، سيكون الرابع من ابريل/نيسان عام 2063 يوما عظيما. فبحسب احداث هذه السلسله، سيشهد هذا اليوم قيام الشخصيه الخياليه زيفرام كوكرن، العبقري في علم الصواريخ، باول تجربه ناجحه لاستخدام ما يعرف بـ "محرك الالتواء" الزماني المكاني، الاسرع من الضوء، والذي ابتكره ليزود به سفن الفضاء. ومن شان هذه التقنيه المفترضه احداث ثوره في عالم رحلات الفضاء، اذ ستمكن المركبات الفضائيه من الحركه بما يفوق سرعه الضوء، لتقودنا بجساره الي حيث لم يذهب بشري من قبل. وربما ستظهر في هذه الحاله تلك المخلوقات الخياليه التي حدثتنا عنها افلام "ستار تريك"، مثل الروبوتات المعروفه باسم "فولكانز". ولكن علي ارض الواقع، تظل المركبات الاسرع من الضوء، ومحركات الالتواء الزماني المكاني هذه، وكذلك ما يعرف بـ"الثقوب الدوديه" - وهي ممرات يفترض وجودها داخل الثقوب السوداء وتسمح بالانتقال بين الاكوان او الازمان – مجرد مفاهيم خياليه ونظريه. ورغم ان تصورات مثل هذه قد تكون ممكنه بشكل ما، بل وربما يكون من المحتمل ايضا ان تصدق الفكره الخاصه بالقدره علي احداث ما يعرف بـ"الالتواء" في الفضاء، او السفر عبر طرق مختصره فيما يعرف بـ "النسيج الزماني المكاني"؛ فان قله من علماء الفيزياء علي استعداد للمراهنه بجديه، علي خطا ما يجزم به البرت اينشتاين، من انه لا يوجد شيء قادر علي الانتقال بسرعه تفوق سرعه الضوء. مواضيع قد تهمك نهايه اذا، ما الذي يعنيه ذلك، بالنسبه لمن يريدون استكشاف ما هو ابعد من المناطق القريبه منا في الكون؟ علي اي حال، يشكل المسبار "فوياجر1"، المركبه الفضائيه الوحيده التي بلغت بقاعا في الكون ابعد من الكواكب والكويكبات والاقمار التي تسبح في اطار مجموعتنا الشمسيه. وفي وقتنا الراهن يبعد هذا المسبار المقدام، الذي يتحرك بسرعه نحو 17 كيلومترا في الثانيه، عن الارض مسافه تقدر بنحو 20083476000 كيلومتر. قد يبدو ذلك مثيرا للاعجاب، حتي يتذكر المرء ان "فوياجر1" اطلق عام 1977، وكان مزودا بالتجهيزات العلميه التي كانت متوافره في مطلع سبعينيات القرن العشرين، من كاميرات واجهزه استشعار؛ وانه يسبح في الفضاء منذ نحو 40 عاما. يمكن ان تساعد الفوتونات، التي تنبعث من الشمس، المركبات الفضائيه علي الوصول الي مسافات ابعد في الفضاء ولذا، فقبل ان يحاول البشر ارسال مسبار اخر الي الفضاء السحيق خارج مجموعتنا الشمسيه، يامل المهندسون العاملون في هذا المجال في التعرف علي طريقه اخري اكثر سرعه للسفر الفضائي، من شانها جعل المركبات الفضائيه تصل الي مقاصدها، قبل ان تنتهي الطاقه التي تمكنها من الحركه وارسال بياناتها الي الارض. وثمه خيارات متعدده مطروحه في هذا الشان. فالبعض يفضل ما يعرف بـ"الاشرعه الشمسيه"، وهي عباره عن الواح عملاقه عاكسه للضوء مثل المراه، تتحرك بقوه الفوتونات التي يمكن امتصاصها من اشعه الشمس. وهناك علماء اخرون، بينهم عالم الفيزياء الشهير ستيفن هوكينغ، يرون انه من الافضل تسيير هذه الاشرعه بواسطه حزم شديده التركيز من الفوتونات، التي تتولد نتيجه اطلاق اشعاع ليزر، سواء من الارض، او من اقمار صناعيه تدور في الفضاء. ولكن بروس ويغمان، وهو احد مهندسي "ناسا"، يبحث حاليا امكانيه السفر الي النجوم بواسطه نظام دفع يشبه "مظله عملاقه مكسوره" او "قنديل بحر" تشبه زوائده الاسلاك او الاوتار. ويقوم نظام الدفع هذا علي اساس مفهوم يعرف باسم "الدفع الكهربائي" او "الدفع بالشراع المكهرب". ويتالف من مسبار فضائي موضوع في مركز مروحه من الاسلاك المعدنيه. وفي اطار هذه المنظومه، لا تتحرك مركبه الفضاء بفعل الفوتونات، وانما تستفيد اشرعتها المكهربه، من الطاقه المستمده من الرياح الشمسيه. وتتمثل هذه الرياح في تيار من الجسيمات المشحونه يتدفق باستمرار من الشمس بسرعه نحو 400 كيلومتر في الثانيه. وتشير الدراسات الاوليه الي ان سرعه اي مركبه فضائيه تتحرك بفعل طاقه الرياح الشمسيه هذه ستزيد بواقع ثلاثه امثال علي نظيرتها المزوده بشراع شمسي. ويشرح ويغمان، الذي يعمل في مكتب المفاهيم المتطوره التابع لوكاله "ناسا"، والواقع بمركز مارشال لرحلات الفضاء في ولايه الاباما الامريكيه، طريقه عمل منظومه الدفع هذه بالقول انها تقوم علي وجود "اسلاك طويله ورفيعه وغير مغطاه ومشحونه بشحنه موجبه، تمتد خارجه من مركبه فضاء، تدور حول نفسها ببطء". تصميم عتيق الطراز لمركبه فضاء تجر اقراصا ضخمه: هل يمكن ان يستوحي شكل مركبات الفضاء في المستقبل من مثل هذه التصميمات الخياليه؟ ويضيف بالقول: "ان هذه الاسلاك موجبه الشحنه ستدفع الايونات ذات الشحنه الموجبه كذلك، الموجوده في الرياح الشمسيه، ما يؤدي الي دفع المركبه الفضائيه الي الامام. الامر يشبه ما كنا نفعله عند اللهو بقطع ممغنطه في المدرسه، حيث كانت الاقطاب المغناطيسيه المتماثله تتنافر، وهو ما يؤدي الي ابتعاد كل منها عن الاخر". ويشير ويغمان الي ان نجاح هذا الاسلوب، سيمكن العلماء من اطلاق مهمه ذات طبيعه مشابهه لمهمه "فوياجر1"، ولكن "خلال 10 او 12 سنه". ويضيف بالقول: "يمكننا الوصول الي بلوتو في غضون خمس او ست سنوات، اي نصف المده التي استغرقتها مهمه المركبه 'دون' التي اطلقت قبل سنوات، كما سيمكننا الوصول الي كوكب المشتري خلال عامين". غير ان ثمه صعوبات تكتنف تحقيق هذا الحلم علي ارض الواقع، او بالاحري "ثله من المشكلات" كما يقول توماس زوربيشينK استاذ الفيزياء الفلكيه بجامعه ميشيغان. ويوضح زوربيشين قائلا: "الجانب الاكبر من الطاقه المنبعثه من الشمس عباره عن ضوء". ويضيف: "اجمالي القوه التي تسري عبر شراع شمسي تعادل تقريبا قوه جاذبيه لوح من الشوكولاته موضوع علي ارضيه ملعب لكره قدم. اما قوه الرياح الشمسيه فهي اقل من ذلك بالاف المرات". وهكذا، فبينما قد يصل عرض الشراع الشمسي الواحد بضع مئات من الامتار، فان المظله الفضائيه التي تطورها "ناسا" ستحتاج لان تكون ذات قطر مذهل يناهز 40 كيلومترا، اي في حجم مدينه كامله، مع وضع الاسلاك المرتبطه بها بداخل مركبه فضاء، حتي يتسني اطلاقها علي متن صاروخ تقليدي، من قبيل صاروخ الاطلاق الجديد المستخدم حاليا من قبل الوكاله، والذي يطلق عليه اسم "منظومه الاطلاق الفضائي". وقد قاد زوربيشين مؤخرا فريقا بحثيا اجري دراسه امريكيه مهمه، وخلصت الي ان الاقمار الصناعيه صغيره الحجم المخصصه لاغراض ابحاث الفضاء، والتي يعرف الواحد منها باسم "كيوب سات"، قابله للاستخدام في مجال الاستكشاف العلمي للكواكب، وانها اقل تكلفه بكثير من مركبات الفضاء التقليديه. لكن زوربيشين غير مقتنع بان استخدام انظمه الدفع التي تعتمد علي "الاسلاك المشحونه"، هو السبيل الامثل لتسيير مثل هذه الاقمار. ويقول في هذا الصدد ان خصائص المواد المستخدمه لهذا الغرض "مروعه". ويستطرد قائلا: "اكثر من مئه عام، ونحن نصنع اسلاكا، ولا تزال هذه الاسلاك تنكسر". واضاف زوربيشين بالقول: "اذا نظرت الي الاسلاك، فستجد انها ستبقي ثقيله الوزن، لانها من المعدن. كما ينبغي ان تكون ذات جوده عاليه، والا احترقت تماما عند تمرير الكهرباء فيها. وحتي مع ذلك، فستنكسر هذه الاسلاك اذا ما ارتطمت بحجر نيزكي صغير". ولتسيير رحلات المسابير التي ترمي لاستكشاف ما هو ابعد من نظامنا الشمسي في المستقبل؛ يفضل زوربيشين الاستعانه بنظم الدفع التي تعمل بالاشرعه الشمسيه، او اللجوء الي نظم دفع نووي، او ربما مزيج ما بين الاثنين، بدلا من استخدام انظمه الدفع والتحريك التي تعمل بالاشرعه المكهربه. ولا يعني ذلك ان عمليه تحريك المسابير الفضائيه باستخدام "المظله المكهربه" مستحيله، لكنها قد تكون عسيره التحقيق فحسب. وفي الوقت الحاضر، يعكف الفريق، الذي يقوده ويغمان، علي تطوير المقومات الهندسيه الاساسيه المتعلقه بهذه العمليه، ويامل افراده في اجراء تجارب عليها بالاستعانه باسلاك مربوطه ببالونات، موضوعه علي ارتفاعات شاهقه. وهنا يقول ويغمان: "نحاول ان نثبت هذه التقنيه". ويضيف ويغمان، الذي يامل في تنفيذ اول مهمه توضيحيه في هذا الشان اوائل العقد المقبل، بالقول: "ندرس كذلك التفاصيل الفيزيائيه الخاصه بهذا الامر، ليتسني لنا التعرف علي مقدار الطاقه الدافعه التي يمكن ان تولدها الرياح الشمسيه". ويتابع: "كل شيء ينبغي له ان يبدا من مكان ما. واذا استطعنا اثبات صحه الافتراضات الفيزيائيه التي نعمل بها، فلن يصبح امامنا سوي التحدي المتعلق بتنفيذ ذلك هندسيا". فاذا ثبتت فاعليه هذه التقنيه، سيكون بالامكان اطلاق مركبه فضائيه تتحرك بشراع مكهرب لتتولي المهمه المنوطه حاليا بـ"فوياجر1". او ربما سيتنحي كلاهما عن الطريق تماما، اذا ما انتظرنا ظهور زيفرام كوكرن، تلك الشخصيه الخياليه القادمه من سلسله "ستار تريك"، ليبتكر لنا محرك الالتواء الزماني المكاني الخاص به، والاسرع من الضوء. يمكنك قراءه الموضوع الاصلي علي موقع BBC Future.
هناك مهندس يعمل في وكاله الفضاء والطيران الامريكيه "ناسا" ويسعي للوصول بنا الي النجوم الواقعه علي بعد سحيق باستخدام "مظله عملاقه مكسوره".