فضاپیمای چندنسله

فضاپیمای چَندنَسله نوعی فضاپیمای فرضی در داستان‌های علمی تخیلی است.
اگر چه فضاپیمای چندنسله هم‌اینک وجود ندارد اما با فناوری‌های کنونی ساخت آن ممکن است و از آن به عنوان تنها گزینه موجود برای سفرهای میان‌ستاره‌ای یاد می‌شود. فضاپیمای چندنسله از انواع شهرک‌های ستاره‌پیما است.

این یک طرح برای امکان‌پذیر ساختن زمان‌های سفر صدها تا هزاران ساله برای رسیدن به ستاره‌های مجاور است. ساکنان اولیه یک فضاپیمای چندنسله پیر شده و می‌میرند و فرزندان خود را برای ادامه سفر باقی می‌گذارند.

فضاپیمای چندنسله نوعی سفینه فضایی میان‌ستاره‌ای است که به پیروی از قوانین فیزیک حرکت می‌کند و در نتیجه سرعت نسبتاً کمی دارد که معمولاً تنها کسری از سرعت نور است. از آنجا که چنین فضاپیمایی برای رسیدن به ستاره‌ای دیگر صدها یا هزاران سال در سفر است و امکان تأمین نیازمندی‌های سرنشینانش در این مسیر وجود ندارد لازم است که چنین سفینه‌ای کاملاً خودکفا باشد.

این امر نه تنها شامل انرژی، هوا، آب و مواد غذایی می‌شود بلکه چنین فضاپیمایی باید از نظر تأمین خدمه نیز خودکفا شود. بدنی معنی که باید خدمه متعادل و نسبتاً پرشماری با اعضای کافی از هر دو جنس در آن حضور داشته باشند، به طوری که فرزندان آن‌ها بتوانند نسل آینده مورد نیاز فضاپیما را تشکیل دهند.

مشکلات

البته اشکالات عملی بسیاری در راه ساخت و استفاده از چنین سفینه‌ای وجود دارد: ازجمله این‌که هزینه آن بسیار بالا است. مسئله دیگر این است که بسیار دشوار می‌توان از نزاع یا حتی جنگ در داخل فضاپیما در طول سال‌های دراز جلوگیری کرد.

مسئله تماس با زمین و یافتن سیاره‌های قابل سکونت فراخورشیدی از دیگر موانع چنین سفری است. مشکل دیگر این است که احتمال می‌رود قرن‌ها پس از ترک زمین از سوی چنین سفینه‌ای اختراعات در کره زمین با شتاب بیشتری ادامه پیدا کند و فضاپیماهایی ساخته شود که حتی زودتر از سفینه‌های قدیمی‌تر در راه، به مقصد برسند.

بندانگشتی|فضاپیمای چندنسله مبتنی بر چنبره استنفورد، پیشنهاد شده توسط پروژه هایپریون

 تاریخچه 
 خاستگاه‌ها 
رابرت گادارد، پیشگام موشک، اولین کسی بود که در مقاله خود با عنوان «آخرین مهاجرت» (۱۹۱۸) درباره سفرهای بین‌ستاره‌ای طولانی‌مدت نوشت. او در این نوشته، مرگ خورشید و ضرورت یک «کشتی بین‌ستاره‌ای» را توصیف کرد. خدمه برای قرن‌ها در حیات معلق سفر می‌کردند و هنگام رسیدن به یک سامانه ستاره‌ای دیگر بیدار می‌شدند. او پیشنهاد کرد که از ماه‌های کوچک یا سیارک‌ها به عنوان کشتی استفاده شود و حدس زد که خدمه در طول نسل‌ها دچار تغییرات روانی و ژنتیکی خواهند شد.Rodriguez Baquero, p. 16

کنستانتین تسیولکوفسکی که پدر نظریه فضانوردی در نظر گرفته می‌شود، برای اولین بار نیاز به نسل‌های متعدد مسافران را در مقاله خود، «آینده زمین و بشریت» (۱۹۲۸) توصیف کرد و طرح یک مستعمره فضایی مجهز به موتور را ترسیم کرد که هزاران سال سفر می‌کند و آن را «کشتی نوح» نامید. در این داستان، خدمه در طول نسل‌ها در سطوح بسیار زیادی تغییر کرده بودند که حتی زمین را به عنوان سیاره مادری خود نمی‌شناختند.Rodriguez Baquero, p. 18

توصیف اولیه دیگری از یک فضاپیمای چندنسله در مقاله سال ۱۹۲۹ با عنوان «جهان، جسم و شیطان» نوشته جان دزموند برنال آمده است. مقاله برنال اولین انتشاری بود که به دست عموم رسید و بر نویسندگان دیگر تأثیر گذاشت. او درباره مفهوم تکامل انسان و آینده بشریت در فضا از طریق روش‌های زندگی نوشت که ما اکنون آن‌ها را به عنوان یک فضاپیمای چندنسله توصیف می‌کنیم و می‌توان آن را در واژه عام «کره‌ها» مشاهده کرد.

 مقاله «کشتی‌های جهانی – بازبینی معماری‌ها و امکان‌سنجی» 

بندانگشتی|نمودار کشتی جهانی توصیف شده در مقاله «کشتی‌های جهانی – بازبینی معماری‌ها و امکان‌سنجی»، همچنین با در نظر گرفتن طراحی دقیق چنبره استنفورد همان‌طور که در کتاب «سکونتگاه‌های فضایی: یک مطالعه طراحی» توصیف شده است
مقاله سال ۲۰۱۲ با عنوان «کشتی‌های جهانی – بازبینی معماری‌ها و امکان‌سنجی» چندین نوع فضاپیمای بین‌ستاره‌ای را از هم متمایز کرد: آن‌هایی که جمعیتی بیش از ۱۰۰,۰۰۰ نفر دارند «کشتی‌های جهانی» نامیده می‌شوند، در حالی که آن‌هایی که جمعیتی بین ۱,۰۰۰ تا ۱۰۰,۰۰۰ نفر دارند «کشتی‌های مستعمراتی» نامیده می‌شوند. فضاپیماهای بین‌ستاره‌ای با جمعیت زیر ۱,۰۰۰ نفر اگر سرعت کروز آن‌ها بیشتر از ۱۰٪ c باشد «تندرو» (sprinter) و اگر کمتر باشد «قایق کند» (slow boat) نامیده می‌شوند.

این مقاله همچنین یک کشتی جهانی پیشنهادی را توصیف کرد که دارای حداقل جمعیت برای در نظر گرفته شدن به عنوان چنین کشتی‌ای (۱۰۰,۰۰۰ نفر) است و شامل ۴ مستعمره چنبره استنفورد روی هم انباشته شده (با برخی تغییرات نسبت به نسخه اصلی، مانند داشتن ۲.۵ برابر جمعیت آن و ۱۰٪ جرم بیشتر) و یک سیستم پیشران و تولید نیرو بر اساس پروژه ددالوس است. چنبره استنفورد به دلیل طراحی دقیق آن انتخاب شد که جنبه‌های عمیقی مانند سیستم‌های پشتیبانی حیات و ضخامت دیواره‌ها را پوشش می‌دهد.

این مطالعه همچنین به این نتیجه رسید که یک کشتی جهانی برای اینکه برای ماموریت خود به اندازه کافی قابل اعتماد باشد، به یک سیستم تشخیص نقص خودکار و خودترمیمی نیاز دارد تا از اثرات فاجعه‌بار خرابی‌ها جلوگیری کند.

 پروژه هایپریون 
پروژه هایپریون که در دسامبر ۲۰۱۱ توسط آندریاس ام. هاین راه‌اندازی شد، قصد دارد یک مطالعه مقدماتی انجام دهد که مفاهیم یکپارچه برای یک فضاپیمای چندنسله بین‌ستاره‌ای سرنشین‌دار را تعریف کند. این پروژه منجر به دقیق‌ترین طراحی‌های فضاپیماهای چندنسله تا به امروز شده است. این پروژه با ابتکار برای مطالعات بین‌ستاره‌ای در ارتباط است و ریشه در گروه دانشجویی WARR در دانشگاه فنی مونیخ دارد. هدف این مطالعه ارزیابی امکان‌سنجی پرواز بین‌ستاره‌ای سرنشین‌دار با استفاده از فناوری‌های فعلی و آینده نزدیک است. همچنین هدف آن هدایت تحقیقات آینده و طرح‌های توسعه فناوری و همچنین اطلاع‌رسانی به عموم در مورد سفرهای بین‌ستاره‌ای سرنشین‌دار است. نتایج قابل توجه این پروژه شامل ارزیابی معماری سیستم‌های کشتی جهانی و اندازه مناسب جمعیت است. یک مقاله مروری در مورد فضاپیماهای چندنسله در کارگاه بین‌ستاره‌ای ESA در سال ۲۰۱۹ و همچنین در مجله Acta Futura آژانس فضایی اروپا ارائه شده است. یک مسابقه طراحی بین‌رشته‌ای در سال ۲۰۲۴ راه‌اندازی شد. نتایج در ژوئیه ۲۰۲۵ اعلام شد که تیم ایتالیایی Chrysalis در رتبه اول، تیم لهستانی WFP Extreme در رتبه دوم و تیم مالزیایی Systema Stellare Proximum در رتبه سوم قرار گرفتند.

 تعریف 
به گفته هاین و همکاران، یک «فضاپیمای چندنسله» فضاپیمایی است که خدمه‌ای برای حداقل چندین دهه در آن زندگی می‌کنند، به طوری که شامل چندین نسل می‌شود. چندین زیرمجموعه از فضاپیماهای چندنسله متمایز می‌شوند: تندرو، قایق کند، کشتی مستعمراتی، کشتی جهانی. فضاپیمای انزمن به دلیل عنوان مجله Astronomy Magazine با نام «قایق کند به قنطورس» (۱۹۷۷) در دسته «قایق کند» قرار می‌گیرد. مفهوم گرگوری ماتلوف «کشتی مستعمراتی» نامیده می‌شود و آلان باند مفهوم خود را «کشتی جهانی» نامید. این تعاریف اساساً بر اساس سرعت کشتی و اندازه جمعیت هستند.

 موانع 

 مقصد 
اولین فضاپیماهای چندنسله باید بین هزینه بالا و احتمال نامشخص بودن اینکه یک سامانه ستاره‌ای مقصد به اندازه کافی مهمان‌نواز باشد، تعادل برقرار کنند.

 زیست‌کره 
چنین کشتی‌ای باید کاملاً خودکفا باشد و سیستم پشتیبانی از حیات را برای همه افراد حاضر در کشتی فراهم کند. این کشتی باید دارای سیستم‌های فوق‌العاده قابل اعتمادی باشد که بتوانند توسط ساکنان کشتی در دوره‌های طولانی نگهداری شوند. این امر مستلزم آزمایش این است که آیا هزاران انسان می‌توانند پیش از فرستادن آن‌ها به فراتر از دسترس کمک، به تنهایی زنده بمانند یا خیر. اکوسیستم‌های بسته مصنوعی کوچک، مانند بایوسفر ۲، در تلاش برای بررسی چالش‌های مهندسی چنین سیستمی ساخته شده‌اند که نتایج متفاوتی به همراه داشته است.

 زیست‌شناسی و جامعه 
فضاپیماهای چندنسله باید مشکلات احتمالی بیولوژیکی، اجتماعی و روحیه‌ای را پیش‌بینی کنند و همچنین باید با مسائل مربوط به ارزش شخصی و هدف برای خدمه‌های مختلف درگیر مقابله کنند.

تخمین‌ها از حداقل جمعیت معقول برای یک فضاپیمای چندنسله متفاوت است. جان مور، انسان‌شناس، تخمین زده است که بدون آزمایش ژنتیک افراد قبل از سوار شدن به کشتی، کنترل اجتماعی و/یا مهندسی اجتماعی (مانند ملزم کردن افراد به صبر کردن تا سی سالگی برای بچه‌دار شدن)، و بدون انجماد نطفه تخمک‌ها، اسپرم‌ها یا جنین‌ها (همان‌طور که در بانک اسپرم انجام می‌شود)، حداقل ۱۶۰ نفر که سوار کشتی می‌شوند، اجازه زندگی خانوادگی عادی (با میانگین ده شریک ازدواج احتمالی برای هر فرد) را در طول یک سفر فضایی ۲۰۰ ساله، با از دست دادن اندک تنوع ژنتیکی می‌دهند. اگر افرادی که سوار کشتی می‌شوند زوج باشند، احتمالاً در اوایل دهه بیست زندگی خود، و همه کسانی که در کشتی زندگی می‌کنند ملزم باشند تا اواسط تا اواخر دهه سی خود برای بچه‌دار شدن صبر کنند، آنگاه حداقل جمعیت فقط ۸۰ نفر خواهد بود. با این حال، بسیاری از متغیرها در این تخمین در نظر گرفته نشده‌اند، از جمله شانس بالاتر مشکلات سلامتی برای زن باردار و جنین یا نوزاد به دلیل سن بالای مادری. در سال ۲۰۱۳، کمرون اسمیت انسان‌شناس، ادبیات موجود را بررسی کرد و یک مدل کامپیوتری جدید برای تخمین حداقل جمعیت معقول در ده‌ها هزار نفر ایجاد کرد. اعداد اسمیت بسیار بزرگتر از تخمین‌های قبلی مانند تخمین مور بود، تا حدودی به این دلیل که اسمیت خطر حوادث و بیماری‌ها را در نظر می‌گیرد و حداقل یک فاجعه جمعیتی شدید را در طول یک سفر ۱۵۰ ساله فرض می‌کند.

با توجه به نسل‌های متعددی که ممکن است طول بکشد تا حتی به نزدیک‌ترین سامانه‌های ستاره‌ای همسایه ما مانند پروکسیما قنطورس برسیم، مسائل بیشتر در مورد پایداری چنین کشتی‌های بین‌ستاره‌ای عبارتند از:

 احتمال تکامل چشمگیر انسان‌ها در جهت‌هایی که برای حامیان غیرقابل قبول است
 حداقل جمعیت مورد نیاز برای حفظ یک فرهنگ قابل قبول برای حامیان در انزوا؛ این می‌تواند شامل جنبه‌هایی مانند موارد زیر باشد:
 توانایی یادگیری مهارت‌های علمی و فنی مورد نیاز برای نگهداری، کاربری و هدایت کشتی
 توانایی انجام هدف در نظر گرفته شده (استعمار سیاره‌ای، تحقیق، ساخت کشتی‌های بین‌ستاره‌ای جدید)
 به اشتراک گذاشتن ارزش‌های حامیان، که ممکن است به طور تجربی ثابت نشود که فراتر از سیاره مادری پایدار هستند، مگر اینکه وقتی کشتی از زمین دور شد و در راه است، بقای فرزندان تا رسیدن کشتی به ستاره هدف، یکی از انگیزه‌ها باشد.

 اندازه 
برای اینکه یک فضاپیما محیطی پایدار را برای چندین نسل حفظ کند، باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا از یک جامعه انسانی و یک اکوسیستم کاملاً بازیافتی پشتیبانی کند. فضاپیمایی با چنین اندازه‌ای به انرژی زیادی برای شتاب گرفتن و کاهش سرعت نیاز دارد. یک فضاپیمای کوچکتر، در حالی که می‌تواند راحت‌تر شتاب بگیرد و در نتیجه سرعت‌های کروز بالاتر را عملی‌تر کند، قرار گرفتن در معرض تابش‌های کیهانی و زمان ایجاد نقص در فضاپیما را کاهش می‌دهد، اما با چالش‌هایی در جریان متابولیک منابع و تعادل اکولوژیک روبرو خواهد بود.

 فروپاشی اجتماعی 
فضاپیماهای چندنسله که برای دوره‌های طولانی سفر می‌کنند، ممکن است شاهد فروپاشی ساختارهای اجتماعی باشند. تغییرات در جامعه (برای مثال، شورش) می‌تواند در چنین دوره‌هایی رخ دهد و ممکن است از رسیدن کشتی به مقصد جلوگیری کند. این وضعیت توسط آلجیس بادریس در نقد کتابی در سال ۱۹۶۶ توصیف شده است:

کتاب یتیمان آسمان اثر رابرت هاین‌لاین (که به گفته بادریس «بیان بی‌نقص این موضوع» است) و کتاب توقف‌ناپذیر (عنوان آمریکایی: Starship) اثر برایان آلدیس به بحث درباره چنین جوامعی پرداخته‌اند.

 پرتوهای کیهانی 

محیط تابشی در فضای عمیق به دلیل هجوم بسیار زیاد پرتوهای کیهانی کهکشانی (GCRs) پرانرژی، با سطح زمین یا مدار نزدیک زمین بسیار متفاوت است. مانند سایر پرتوهای یونساز، پرتوهای کیهانی پرانرژی می‌توانند به دی‌ان‌ای آسیب برسانند و خطر ابتلا به سرطان، آب‌مروارید و اختلالات عصبی را افزایش دهند.

 ملاحظات اخلاقی 
موفقیت یک فضاپیمای چندنسله به کودکانی بستگی دارد که در کشتی متولد می‌شوند تا وظایف لازم را بر عهده بگیرند و خود نیز بچه‌دار شوند. نیل لوی، استاد فلسفه، این سوال را مطرح کرده است که حتی اگر کیفیت زندگی آن‌ها بهتر از (به عنوان مثال) افرادی باشد که در فقر روی زمین متولد می‌شوند، آیا اخلاقی است که انتخاب‌های زندگی افراد را با زندانی کردن آن‌ها در پروژه‌ای که خود انتخاب نکرده‌اند، به شدت محدود کرد. یک معمای اخلاقی در مورد اینکه نسل‌های میانی (کسانی که مقدر شده است در ترانزیت متولد شوند و بمیرند بدون اینکه نتایج ملموس تلاش‌های خود را ببینند) چه احساسی نسبت به وجود اجباری خود در چنین کشتی‌ای خواهند داشت، وجود دارد.

 جستارهای وابسته 
 آنیارا
 سیاره مصنوعی
 خودبسندگی
 استعمار فضایی جنینی
 سیکلر بین‌ستاره‌ای
 استوانه اونیل
 فضاپیمای خودهمانندساز
 کشتی خواب‌رونده

 برای مطالعه بیشتر 
 Caroti, Simone (2011). “The Generation Starship in Science Fiction: A Critical History, 1934-2001” Mcfarland. .



 پیوند به بیرون 
 مدخل کشتی‌های جهانی در دانشنامه علمی-تخیلی (نسخه آنلاین)



  خلاصه کوتاهی از تکامل مفاهیم فضاپیمای چندنسله.


 منابع 

 Caroti, Simone (2011). “The Generation Starship in Science Fiction: A Critical History, 1934-2001” Mcfarland. .
 Generatieschip در the encyclopedia of astrobiology, astronomy and spaceflight
 Interstellar Ark Mission Architectures and Various Feasibility Issues

رده:خودکفایی
رده:سفر میان‌ستاره‌ای
رده:فضاپیماهای داستانی بر پایه نوع
رده:فضاپیمای فرضی
رده:فناوری‌های تخیلی
رده:کشاورزی فضایی
رده:مستعمره‌سازی فضا
رده:موضوع‌های علمی-تخیلی