خصوصی‌سازی فضایی
در سال‌های اخیر ماموریت‌های فضایی رویکرد تازه‌ای پیدا کرده‌اند و دانشمندان اندیشه‌های جاه‌طلبانه بزرگ‌تری را در سر می‌پرورانند. اگر سال‌ها پیش فرستادن انسان به ماه، تنها قمر کره‌زمین، دستاوردی بسیار بزرگ شمرده می‌شد، امروز میان بازیگران بزرگ دانش فضایی رقابت چندانی بر سر رسیدن به ماه برقرار نیست.
اعزام انسان به مریخ و دیگر نقاط دوردست منظومه شمسی چالش بزرگ مهندسان فضایی است و هر یک از شرکت‌های فضایی مطرح جهان در تلاشند تا عنوان نخستین ماموریت سرنشین‌دار مریخ را از آن خود کنند.
با وجود موفقیت‌های خیره‌کننده بشر در اعزام فضاپیما به دوردست‌های منظومه شمسی هنوز پدیده‌های بسیاری برای مطالعه در اطراف زمین وجود دارد؛ پدیده‌هایی که در میدان رقابت پرطمطراق سفر به مریخ فراموش شده‌اند. مطالعات فضایی در فضای ماورای جو شاید به مراتب بیش از سفر به مریخ برای ما مفید و کاربردی باشد و بتواند تغییر در زندگی انسان‌ها به وجود آورد. اینجا ست که پای شرکت‌های خصوصی به عرصه فضا باز می‌شود و ماموریت‌هایی که شرکت‌های مشهور فضایی تمایل به انجام آن ندارند و دولت‌ها بودجه‌ای برایشان در نظر نمی‌گیرند، به آنها سپرده می‌شود.
به این ترتیب به نظر می‌رسد از این پس ماموریت‌های فضایی به دو دسته بزرگ تقسیم می‌شود؛ ماموریت‌های جاه‌طلبانه که غول‌های فناوری‌های فضایی به دنبال آن می‌روند و ماموریت‌های به ظاهر کم‌اهمیت‌تر، اما نتیجه‌بخش‌تر که به عهده شرکت‌های خصوصی و کشورهای تازه وارد به حوزه فضا گذاشته می‌شود. در ادامه دو نمونه از مهم‌ترین دستاوردهای شرکت‌های خصوصی عصر فضا را بررسی می‌کنیم.
آزمایشگاه اتم سرد و رکورد سردترین دمای جهان
در جدیدترین ماموریت شرکت فضایی خصوصی اوربیتال قرار است تجهیزاتی به فضا فرستاده شود تا ناسا به کمک آنها سردترین دمای جهان را در فضا به وجود آورد. در این پرتابگر مجموعه‌ای از تجهیزات لیزری قرار داده شد تا به سمت ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاده شود. با این تجهیزات قرار است سردترین دمای جهان که صد میلیون برابر سردتر از دمای اعماق فضاست، ایجاد شود.
آزمایشگاه اتم سرد (CAL) مجموعه تجهیزاتی است که 31 اردیبهشت 97 با فضاپیمای سیگنوس (Cygnus) متعلق به شرکت اوربیتال ای‌تی‌کی (Orbital ATK) به فضا فرستاده شد. اوربیتال ای‌تی‌کی یکی از دو شرکت خصوصی است که در حال حاضر محموله‌های ایستگاه فضایی بین‌المللی مربوط به ناسا را به مقصد می‌رساند. این آزمایشگاه که ترکیبی از لیزر و آهن رباست، قرار است فضای ابری اتم‌ها را تا یک‌دهم میلیارد درجه بالاتر از صفر مطلق سرد کند. صفر مطلق یا صفر کلوین در واقع دمای 5/273 درجه سانتی‌گراد زیر صفر است. با ایجاد این شرایط سرعت حرکت اتم‌ها بسیار کند می‌شود و به این ترتیب می‌توان ویژگی‌های کوانتومی
منحصر به فرد اتم‌های بسیار سرد را بخوبی مطالعه کرد. سردترین جای جهان که تاکنون شناخته شده است، محدوده سحابی بومرنگ در فاصله 5000 سال نوری از زمین است که بررسی‌ها نشان می‌دهد دما در آنجا به 272 درجه سانتی‌گراد زیر صفر می‌رسد. اگر این آزمایش موفقیت‌آمیز باشد، رکورد سردترین دمای جهان را از آن خود می‌کند.
فضای خلأ بسیار سرد است و دمایی حدود 5/270 درجه سانتی گراد زیر صفر دارد. اما دمای آزمایشگاه اتم سرد قرار است از این هم پایین‌تر رود و در این دما اتم‌ها حالت‌های کوانتومی پیدا می‌کنند و رفتار موجی از خود نشان می‌دهند. پدیده‌ای که در فیزیک با عنوان چگالش بوز اینشتین (BEC) شناخته می‌شود. چنین فضای ابری در حال حاضر روی زمین وجود دارد، اما به دلیل وجود نیروی جاذبه، فضاهای ابری با سرعت بسیار زیاد به سمت زمین کشیده می‌شود و عملا امکان بررسی آنها در کسری از ثانیه ممکن است. این در حالی است که در محیط خارج از زمین، دانشمندان این امکان را خواهند داشت که اتم‌ها را تا حدود 10 ثانیه مشاهده کنند. این آزمایش قرار است هر روز حدود شش‌ساعت و نیم انجام شود و زمان انجام آن همزمان با ساعت خواب سرنشینان ایستگاه بین‌المللی فضایی است تا کمترین اختلال در نتایج آزمایش به وجود آید.
حسگرهای قوی، رایانه‌های کوانتومی و ساعت‌های اتمی برای جهت‌یابی فضاپیما از جمله پیشرفته‌ترین تجهیزاتی است که در این فضاپیما قرار گرفته‌اند. فضاپیمای سیگنوس علاوه بر ارسال تجهیزات این آزمایشگاه عجیب به مدار زمین، لباس، غذا و سایر وسایل شخصی و فنی مورد نیاز فضانوردان را همراه خود به ایستگاه فضایی بین‌المللی برده است. البته فرستادن محموله به ایستگاه فضایی تنها بخشی از ماموریت پرتابگرهای شرکت‌های خصوصی است. امکان بازگرداندن حداقل سه تن بار، فناوری‌ای است که مهندسان فضایی امیدوارند بزودی محقق و میان شرکت‌های فضایی رایج شود.
سنجش منابع آبی زمین از فضا
اسپیس ایکس شرکت خصوصی دیگری است که برای حمل‌ونقل فضایی برنامه‌های بلندپروازانه‌ای در نظر دارد و فضاپیمای دراگون (Dragon) را به مدار زمین فرستاده است. در همین راستا اسپیس ایکس دو فضاپیما برای اندازه‌گیری و بررسی نوسانات سطح آب و میزان بالا آمدن سطح آب به مدار زمین فرستاد. این پرتاب در واقع برای انجام یک پروژه مشترک میان ناسا و مرکز تحقیقات علوم زمین آلمان انجام شده است. این ماهواره‌ها قرار است جریان آب همه کره زمین را در یک بازه پنج ساله مطالعه و تصویربرداری کنند.
مطالعات ماهواره‌های آب و هواشناسی که تاکنون در مدار زمین قرار گرفته‌اند، نشان می‌دهد که مناطق مرطوب و پرآب زمین روز به روز پرآب‌تر و مناطق خشک روز به روز در حال خشک‌تر شدن هستند. این همان پدیده‌ای است که دانشمندان به تغییرات اقلیمی به‌وجود آمده در زمین نسبت می‌دهند. مهم‌ترین نشانه تغییرات اقلیمی ذوب یخ‌های قطبی و بالا آمدن سطح آب دریاهاست که ماهواره‌های سنجشی گریس (GRACE) قرار است هر دو مورد را از جو زمین بسنجند.
این دو ماهواره 29 اردیبهشت 1397 با پرتابگر فالکون 9 شرکت خصوصی اسپیس ایکس به مدار زمین فرستاده شدند. دو ماهواره ناظر، با محاسبه چند عامل تاثیرگذار در چرخه آب، از نوسانات قطعات یخ شناور و یخچال‌های قطبی تا جریانات آبی اقیانوسی، می‌توانند الگوی
قابل اعتمادتری برای چرخه آب‌وهوای زمین ترسیم کنند. به این ترتیب می‌توان برنامه‌های مناسب‌تری برای مدیریت منابع آبی زمین در نظر گرفت.
آب مهم‌ترین منبع زمین است که انسان به آن نیاز دارد. آب در سلامت، کشاورزی و حفاظت از حیات موجودات زنده نقش بسیار حیاتی ایفا می‌کند و منابع آبی باید به درستی در زمین مدیریت شود. این کار تنها با اندازه‌گیری و اطلاع از حجم و نحوه پراکندگی منابع آبی زمین ممکن است و ماهواره‌های خارج از جو زمین می‌توانند این وظیفه را بخوبی انجام دهند. علاوه بر این ماهواره‌ها می‌توانند وزن آب در هر منطقه را جایی خارج از محدوده گرانش زمین اندازه‌گیری کنند و تغییرات به وجود آمده در آب‌های عمیق را بخوبی تخمین بزنند.
نقش بخش خصوصی ایران در فناوری فضایی
در کشور ما با توسعه فناوری‌های فضا، نیاز به حضور حداکثری بخش خصوصی در تثبیت چرخه کامل فناوری فضایی لازم و ضروری است. دکتر مرتضی براری، رئیس سازمان فضایی ایران نیز با آغاز سال 1397 در جلسه دیدار با کارکنان این سازمان بیش از هر زمانی بر توسعه کسبوکارهای فضاپایه و جذب سرمایه‌گذاری خصوصی تاکید کرده و می‌گوید: حضور حداکثری بخش خصوصی در تثبیت چرخه کامل فناوری فضایی، توسعه کسبوکارهای فضاپایه و جذب سرمایه‌گذاری خصوصی، جهت‌گیری‌های اصلی در برنامه‌های سازمان فضایی ایران در سال 97 است. بخش خصوصی توانمندی‌های قابل قبولی در این حوزه دارد و این ظرفیت وجود دارد تا در همه ارکان چرخه فناوری فضایی حضوری حداکثری داشته باشد.
وی تصریح کرده است: با توجه به اقتصاد نوظهور فضایی و توسعه روزافزون اپلیکیشن‌های کاربردی متفاوت در این حوزه، سازمان فضایی ایران بستر لازم را برای حضور و فعالیت کارآفرینان، نوآوران و متخصصان دانشگاهی برای توسعه کسب و کارهای فضاپایه فراهم خواهد کرد.
با وجود موفقیت‌های خیره‌کننده بشر در اعزام فضاپیما به دوردست‌های منظومه شمسی هنوز پدیده‌های بسیاری برای مطالعه در اطراف زمین وجود دارد؛ پدیده‌هایی که در میدان رقابت پرطمطراق سفر به مریخ فراموش شده‌اند. مطالعات فضایی در فضای ماورای جو شاید به مراتب بیش از سفر به مریخ برای ما مفید و کاربردی باشد و بتواند تغییر در زندگی انسان‌ها به وجود آورد. اینجا ست که پای شرکت‌های خصوصی به عرصه فضا باز می‌شود و ماموریت‌هایی که شرکت‌های مشهور فضایی تمایل به انجام آن ندارند و دولت‌ها بودجه‌ای برایشان در نظر نمی‌گیرند، به آنها سپرده می‌شود.
به این ترتیب به نظر می‌رسد از این پس ماموریت‌های فضایی به دو دسته بزرگ تقسیم می‌شود؛ ماموریت‌های جاه‌طلبانه که غول‌های فناوری‌های فضایی به دنبال آن می‌روند و ماموریت‌های به ظاهر کم‌اهمیت‌تر، اما نتیجه‌بخش‌تر که به عهده شرکت‌های خصوصی و کشورهای تازه وارد به حوزه فضا گذاشته می‌شود. در ادامه دو نمونه از مهم‌ترین دستاوردهای شرکت‌های خصوصی عصر فضا را بررسی می‌کنیم.
آزمایشگاه اتم سرد و رکورد سردترین دمای جهان
در جدیدترین ماموریت شرکت فضایی خصوصی اوربیتال قرار است تجهیزاتی به فضا فرستاده شود تا ناسا به کمک آنها سردترین دمای جهان را در فضا به وجود آورد. در این پرتابگر مجموعه‌ای از تجهیزات لیزری قرار داده شد تا به سمت ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاده شود. با این تجهیزات قرار است سردترین دمای جهان که صد میلیون برابر سردتر از دمای اعماق فضاست، ایجاد شود.
آزمایشگاه اتم سرد (CAL) مجموعه تجهیزاتی است که 31 اردیبهشت 97 با فضاپیمای سیگنوس (Cygnus) متعلق به شرکت اوربیتال ای‌تی‌کی (Orbital ATK) به فضا فرستاده شد. اوربیتال ای‌تی‌کی یکی از دو شرکت خصوصی است که در حال حاضر محموله‌های ایستگاه فضایی بین‌المللی مربوط به ناسا را به مقصد می‌رساند. این آزمایشگاه که ترکیبی از لیزر و آهن رباست، قرار است فضای ابری اتم‌ها را تا یک‌دهم میلیارد درجه بالاتر از صفر مطلق سرد کند. صفر مطلق یا صفر کلوین در واقع دمای 5/273 درجه سانتی‌گراد زیر صفر است. با ایجاد این شرایط سرعت حرکت اتم‌ها بسیار کند می‌شود و به این ترتیب می‌توان ویژگی‌های کوانتومی
منحصر به فرد اتم‌های بسیار سرد را بخوبی مطالعه کرد. سردترین جای جهان که تاکنون شناخته شده است، محدوده سحابی بومرنگ در فاصله 5000 سال نوری از زمین است که بررسی‌ها نشان می‌دهد دما در آنجا به 272 درجه سانتی‌گراد زیر صفر می‌رسد. اگر این آزمایش موفقیت‌آمیز باشد، رکورد سردترین دمای جهان را از آن خود می‌کند.
فضای خلأ بسیار سرد است و دمایی حدود 5/270 درجه سانتی گراد زیر صفر دارد. اما دمای آزمایشگاه اتم سرد قرار است از این هم پایین‌تر رود و در این دما اتم‌ها حالت‌های کوانتومی پیدا می‌کنند و رفتار موجی از خود نشان می‌دهند. پدیده‌ای که در فیزیک با عنوان چگالش بوز اینشتین (BEC) شناخته می‌شود. چنین فضای ابری در حال حاضر روی زمین وجود دارد، اما به دلیل وجود نیروی جاذبه، فضاهای ابری با سرعت بسیار زیاد به سمت زمین کشیده می‌شود و عملا امکان بررسی آنها در کسری از ثانیه ممکن است. این در حالی است که در محیط خارج از زمین، دانشمندان این امکان را خواهند داشت که اتم‌ها را تا حدود 10 ثانیه مشاهده کنند. این آزمایش قرار است هر روز حدود شش‌ساعت و نیم انجام شود و زمان انجام آن همزمان با ساعت خواب سرنشینان ایستگاه بین‌المللی فضایی است تا کمترین اختلال در نتایج آزمایش به وجود آید.
حسگرهای قوی، رایانه‌های کوانتومی و ساعت‌های اتمی برای جهت‌یابی فضاپیما از جمله پیشرفته‌ترین تجهیزاتی است که در این فضاپیما قرار گرفته‌اند. فضاپیمای سیگنوس علاوه بر ارسال تجهیزات این آزمایشگاه عجیب به مدار زمین، لباس، غذا و سایر وسایل شخصی و فنی مورد نیاز فضانوردان را همراه خود به ایستگاه فضایی بین‌المللی برده است. البته فرستادن محموله به ایستگاه فضایی تنها بخشی از ماموریت پرتابگرهای شرکت‌های خصوصی است. امکان بازگرداندن حداقل سه تن بار، فناوری‌ای است که مهندسان فضایی امیدوارند بزودی محقق و میان شرکت‌های فضایی رایج شود.
سنجش منابع آبی زمین از فضا
اسپیس ایکس شرکت خصوصی دیگری است که برای حمل‌ونقل فضایی برنامه‌های بلندپروازانه‌ای در نظر دارد و فضاپیمای دراگون (Dragon) را به مدار زمین فرستاده است. در همین راستا اسپیس ایکس دو فضاپیما برای اندازه‌گیری و بررسی نوسانات سطح آب و میزان بالا آمدن سطح آب به مدار زمین فرستاد. این پرتاب در واقع برای انجام یک پروژه مشترک میان ناسا و مرکز تحقیقات علوم زمین آلمان انجام شده است. این ماهواره‌ها قرار است جریان آب همه کره زمین را در یک بازه پنج ساله مطالعه و تصویربرداری کنند.
مطالعات ماهواره‌های آب و هواشناسی که تاکنون در مدار زمین قرار گرفته‌اند، نشان می‌دهد که مناطق مرطوب و پرآب زمین روز به روز پرآب‌تر و مناطق خشک روز به روز در حال خشک‌تر شدن هستند. این همان پدیده‌ای است که دانشمندان به تغییرات اقلیمی به‌وجود آمده در زمین نسبت می‌دهند. مهم‌ترین نشانه تغییرات اقلیمی ذوب یخ‌های قطبی و بالا آمدن سطح آب دریاهاست که ماهواره‌های سنجشی گریس (GRACE) قرار است هر دو مورد را از جو زمین بسنجند.
این دو ماهواره 29 اردیبهشت 1397 با پرتابگر فالکون 9 شرکت خصوصی اسپیس ایکس به مدار زمین فرستاده شدند. دو ماهواره ناظر، با محاسبه چند عامل تاثیرگذار در چرخه آب، از نوسانات قطعات یخ شناور و یخچال‌های قطبی تا جریانات آبی اقیانوسی، می‌توانند الگوی
قابل اعتمادتری برای چرخه آب‌وهوای زمین ترسیم کنند. به این ترتیب می‌توان برنامه‌های مناسب‌تری برای مدیریت منابع آبی زمین در نظر گرفت.
آب مهم‌ترین منبع زمین است که انسان به آن نیاز دارد. آب در سلامت، کشاورزی و حفاظت از حیات موجودات زنده نقش بسیار حیاتی ایفا می‌کند و منابع آبی باید به درستی در زمین مدیریت شود. این کار تنها با اندازه‌گیری و اطلاع از حجم و نحوه پراکندگی منابع آبی زمین ممکن است و ماهواره‌های خارج از جو زمین می‌توانند این وظیفه را بخوبی انجام دهند. علاوه بر این ماهواره‌ها می‌توانند وزن آب در هر منطقه را جایی خارج از محدوده گرانش زمین اندازه‌گیری کنند و تغییرات به وجود آمده در آب‌های عمیق را بخوبی تخمین بزنند.
نقش بخش خصوصی ایران در فناوری فضایی
در کشور ما با توسعه فناوری‌های فضا، نیاز به حضور حداکثری بخش خصوصی در تثبیت چرخه کامل فناوری فضایی لازم و ضروری است. دکتر مرتضی براری، رئیس سازمان فضایی ایران نیز با آغاز سال 1397 در جلسه دیدار با کارکنان این سازمان بیش از هر زمانی بر توسعه کسبوکارهای فضاپایه و جذب سرمایه‌گذاری خصوصی تاکید کرده و می‌گوید: حضور حداکثری بخش خصوصی در تثبیت چرخه کامل فناوری فضایی، توسعه کسبوکارهای فضاپایه و جذب سرمایه‌گذاری خصوصی، جهت‌گیری‌های اصلی در برنامه‌های سازمان فضایی ایران در سال 97 است. بخش خصوصی توانمندی‌های قابل قبولی در این حوزه دارد و این ظرفیت وجود دارد تا در همه ارکان چرخه فناوری فضایی حضوری حداکثری داشته باشد.
وی تصریح کرده است: با توجه به اقتصاد نوظهور فضایی و توسعه روزافزون اپلیکیشن‌های کاربردی متفاوت در این حوزه، سازمان فضایی ایران بستر لازم را برای حضور و فعالیت کارآفرینان، نوآوران و متخصصان دانشگاهی برای توسعه کسب و کارهای فضاپایه فراهم خواهد کرد.