در پروژه ی بازگشت به ماه از یک سوپر کامپیوتربه اسم آیتکن در پروژه ایمز استفاده خواهد ش که اخیرا از آن رونمایی شده است. در ادامه ی مطب چزئیات مربوط به آن را بررسی خواهیم کرد.
جزئیات این سوپر رایانه چیست؟
آیتکن (Aitken) از ۴۶۰۸۰ هسته پردازشی و ۲۲۱ ترابایت حافظه برخوردار بوده و محاسبات را با سرعت ۳.۶۹ پتافلاپس انجام می دهد. این توان مدیون پلتفرم محاسباتی SGI 8600 کمپانی HPE که به پردازنده های ۲۴ هسته‌ای نسل دوم اینتل Xeon، سیستم سرمایشی ویژه و فناوری ارتباطی InfiniBand کمپانی Mellanox برای مسائل مربوط به شبکه مجهز شده است.
۱۵۰۰ متخصص در سراسر آمریکا از این سوپر کامپیوتر در پروژه های مختلف نظیر توسعه پهپاد های بهینه و شبیه سازی محیط درونی خورشید استفاده خواهند کرد. با وجود مهمترین ماموریت آیتکن به مدل سازی و شبیه سازی داده های اولیه و همینطور فرود فضاپیمای سرنشین دار ناسا در قطب جنوب ماه است که از آن با عنوان پروژه آرتمیس نام برده می شود.
پروژه آرتمیس هنوز در مراحل اولیه است و ناسا فعلا سرگرم تحقیق روی کپسول و راکتی که قرار است انسان را به فضا ببرد. یکی از مهمترین قطعات این پازل ماه نشین است که با استفاده از این سوپر کامپیوتر طراحی و توسعه آن سرعت می گیرد.
این سوپر کامپیوتر که نام خود را از فضانوردی آمریکایی به نام «رابرت گرنت آیتکن» وام گرفته، به لطف قرار داشتن در سازه ای با طراحی ماژولار در مصرف انرژی صرفه جویی کرده و شبیه سازی های پیچیده را سریعتر انجام می دهد. خنک کنندگی این سیستم قدرتمند از طریق سامانه تبخیری و فن های قدرتمند انجام می شود.
صرفه جویی در هزینه های ناسا
ناسا برای صرفه جویی در هزینه ها نه تنها سوپر کامپیوتر را در مرکزی با طراحی خاص تعبیه کرده، بلکه با استفاده از یک سیستم بی نیاز از برج‌های سرمایشی، دو میلیون کلیو وات ساعت در مصرف انرژی صرفه جویی کرده که برابر با ذخیره ۳ میلیون گالن آب است.
سوپر کامپیوتر آیتکن که در سیلیکون ولی واقع شده، نخستین مرحله از یک پروژه بزرگتر ۴ ساله است و احتمالا ۱۵ ماژول دیگر برای ذخیره سازی و محاسبات به آن اضافه خواهند شد.
بیگ بنگ: فهرست مسیه شامل ۱۱۰ جرم و موجود آسمانی شگفت‌انگیز می باشد که توسط شارل مسیه (Charlez Messier) ستاره‌شناس فرانسوی گردآوری شده است. بعضی از این اجرام، سحابی و بعضی دیگر کهکشان‌ها و خوشه‌های ستاره‌ای باز و بسته هستند. در این کتاب این اجرام با جزئیات دقیق و تصاویر با کیفیت معرفی شده‌اند. در بخش توضیحات و اصطلاحات نیز با برخی از مهمترین نکات اخترشناسی آشنا خواهید شد.
اجرام مسیه
نام: Messier Objects
مولف: میلاد اسکندردوست
ویراستار علمی: سمیر الله‌وردی
موضوع: نجوم، ستاره‌شناسی
تاریخ انتشار: شهریور ۱۳۹۸
تعداد صفحه: ۱۳۶
وب‌سایت منتشر کننده: bigbangpage.com
قیمت: ۶۰۰۰ تومان
نسخه PDF
علاقه‌ی شارل مسیه به آسمان شب با دیدن یک دنباله‌دار بسیار درخشان در دوران نوجوانی‌اش شکل گرفت. او پیش از این و در سن یازده سالگی و پس از فوت پدرش مجبور به ترک تحصیل شد. اما پس از آن که در ۲۱ سالگی در نیروی دریایی فرانسه مشغول به کار شد توانست کار با ابزارهای نجومی را یاد گرفته و رصدگری ماهر شود. مسیه با مهارت‌هایی که کسب کرد توانست در رصدخانه‌ای در پاریس مشغول به کار شود. جایی که می‌توانست علاقه‌ی قدیمی خود، یعنی دیدن دنباله‌دارها، را دنبال کند و موفق به کشف چندین دنباله‌دار نیز شد.
خـرید — دانـلود این کـتاب از لـینک زیـر
اما داستان مسیه و فهرست اجرام غیرستاره‌ای‌اش در سال ۱۷۵۸ آغاز شد. او در حالی که مشغول رصد دنباله‌داری بود جرمی شبیه به یک دنباله‌دار را در صورت فلکی ثور مشاهده کرد. رصدهای بعدی او نشان داد که این جرم برخلاف دنباله‌دارها در آسمان حرکت نمی‌کند و موقعیتش نسبت به ستاره‌های اطراف در طول زمان ثابت است. او برای این که دیگر رصدگران این اشتباه را تکرار نکنند مشخصات این جرم را ثبت کرد و شروع به تدوین فهرستی از اجرام شبیه به دنباله‌داری کرد که رصدگران دنباله‌دارها باید آنها را نادیده می‌گرفتند.
اولین جرم فهرست مسیه که امروز آن را با نام M1 یا سحابی خرچنگ می‌شناسیم در واقع یک سحابی بازمانده از انفجار ابرنواختری است. در حالی که مسیه در آن روزگار از ماهیت این جرم بی‌خبر بود. مسیه تا زمان مرگش در سال ۱۸۱۷ به تکمیل این فهرست ادامه داد. البته او اجرامی را که دیگر اخترشناسان آنها را کشف کرده بودند نیز به این فهرست اضافه کرد. اما بسیاری از اجرام پرنوری که در نیمکره‌ی جنوبی آسمان جای گرفته‌اند از چشم او و همکارانش که از اروپا آسمان را رصد می‌کردند، دور ماندند. فهرست مسیه بعدها و در قرن بیستم بازنگری شد و با اضافه شدن چند جرم دیگر تعداد اجرام حاضر در لیست به عدد ۱۱۰ رسید.
تقریبا تمام اجرام فهرست مسیه را می‌توان با تلسکوپ‌های کوچک آماتوری رصد کرد و جزئیات برخی از آنها در تلسکوپ‌هایی با دهانه‌ی بزرگتر، که کماکان در رده‌ی تلسکوپ‌های آماتوری‌اند، خیره‌کننده است. این نکته فهرست مسیه را به یکی از معروف‌ترین لیست‌های اجرام غیرستاره‌ای در بین منجمان آماتور تبدیل کرده است.
بیگ بنگ: بامداد چهارشنبه، استارهاپر، نسخۀ آزمایشی فضاپیمای استارشیپ اسپیس ایکس که نسل جدید فضاپیمای این شرکت است در آخرین پرواز زیرمداری‌اش با برخاستن از روی زمین تا ارتفاع ۱۵۰ متر صعود کرد. استارهاپر پس از رسیدن به این ارتفاع به مدت یک دقیقه کامل در هوا معلق ماند و سپس به آرامی روی زمین فرود آمد.
به گزارش بیگ بنگ، این پرواز، توانایی این راکت را در برخاستن و فرود به شیوه‌ای کنترل‌شده نشان داد و مسیر را برای آزمایش جسورانه‌تر آن در ماه‌های پیش‌رو هموار کرد. هدف اسپیس‌ایکس از آزمایش استارهاپر، ارزیابی طراحی و سخت‌افزاری است که در راکت نسل بعدی استارشیپ به کارگرفته خواهند شد.
استارشیپ، وسیلۀ نقلیه‌ی فضایی غول‌پیکری است که با هدف ارسال افراد و محموله به مقاصد واقع در عمق فضا نظیر ماه و مریخ در دست توسعه است.استارشیپ که ۵۵ متر ارتفاع دارد با سوار شدن روی بوستر «سوپر هوی» (Super Heavy) به فضا پرتاب خواهد شد و همانند راکت فالکون ۹ با تکیه بر موتورهایش بر سطح سیارات بیگانه فرود خواهد آمد.
بیگ بنگ: کسانی که از سرنوشت “بیگانگان مرده” عبرت نمی‌گیرند محکوم به مرگ هستند. ظاهراً بشر در حال گذر از مسیر خطرناکی است. به عنوان مثال سلاح‌هایی را توسعه داده‌ایم که چندین‌بار خودمان را نابود کرده و چندین دهه است که در حال ِ تغییر آب و هوا هستیم و به عواقب جدی آن توجهی نمی‌کنیم.
به گزارش بیگ بنگ، آوی لئوب، رئیس دانشکدۀ اخترشناسی هاروارد گفته که ممکن است چنین رفتارهایی باعث از بین رفتن نژادهای بیگانه در کهکشان شده باشد. در واقع این ایده شاید بتواند تا حدی توضیح دهد که چرا با وجود کثرت مناطق ِ قابل سکونت در کهکشان راه شیری، هنوز موفق به برقراری ارتباط با تمدن‌های فرازمینی نشده‌ایم (معمایی که پارادوکس فرمی نام دارد).
لئوب در سخنرانی خود در اجلاس «بشریت به سوی مریخ» در واشنگتن دی سی گفت: «یک احتمال این است که این تمدن‌ها به خاطر نحوۀ رفتار خود زندگی و عمر کوتاهی دارند. آنها به کوتاه مدت فکر می‌کنند و آسیب‌هایی را به خودشان وارد می‌کنند که در نهایت آنها را می‌کشد.»
وی اضافه کرد که جستجوی تمدن فرازمینی باید آنقدر گسترده باشد تا بتوان آثار بجا مانده از تمدن‌های نابود شده- شواهدی از قبیل سطوح سوختۀ سیارات و محصولات جنگ هسته‌ای که در آسمان دنیای بیگانگان حرکت می‌کند- را پیدا کرد. چنین یافته‌ای شاید بزرگترین کشف علمی تمام دوران باشد و ممکن است این مزیت را نیز داشته باشد که گونه‌های در معرض خطر ما را در مسیر بهتری قرار دهد.
لئوب گفت: «ممکن است در فرآیند برقراری ارتباط با بیگانگان چیزهایی یاد بگیریم. شاید یاد بگیریم با یکدیگر بهتر رفتار کنیم، جنگ هسته‌ای آغاز نکنیم، یا بر سیارۀ خود نظارت کنیم تا مطمئن شویم تا زمانی که می‌توانم در آن زندگی کنیم، سیاره‌مان قابل سکونت می‌ماند.» لئوب بیان داشت که دلایل کاربردی دیگری نیز برای جستجوی هوش فرازمینی(SETI) وجود دارد. بعنوان مثال، برقراری ارتباط با بیگانگان می‌تواند منجر به پیشرفت‌های عظیمی در فناوری شود- البته اگر بیگانگان آنقدر مهربان باشند که دانش و دانسته‌هایشان را با ما به اشتراک بگذارند.
لئوب افزود: «فناوری ما تنها یک قرن قدمت دارد؛ اما اگر تمدن دیگری یک میلیارد سال قدمت داشته باشد، شاید بتواند نحوۀ انجام سفرهای فضایی را به ما یاد بدهد.» وی ادامه داد: این احتمال، دلیل دیگری برای پیش بردن فناوری سفر میان‌ستاره‌ای است. لئوب از فعالان این حوزه است؛ وی رئیس هیئت مشاوره پروژۀ Breakthrough Starshot است. این پروژۀ صد میلیون دلاری برای توسعۀ کاوش‌های لیزری است. لیزرهای باریک ِ آن می‌توانند فضاپیمای کوچکی را با ۲۰٪ سرعت نور به منظومه‌های سیاره‌ای نزدیک بفرستند.
این پروؤه می‌خواهد چنین سیستمی داشته باشد و آن را تا سی سال دیگر اجرا کند. لئوب می‌گوید که اگر این تلاش، یا یک همچنین چیزی، به موفقیت برسد، ممکن است بیگانگان هوشمند با دید ِ جدیدی به ما توجه کنند- ما را همتایان نسبی شایستۀ توجه و قابل احترام در نظر بگیرند.
لئوب اظهار داشت: «امیدوارم یافتن تمدن‌های منقرض‌شده باعث شود که رفتار بهتر و همکاری بیشتر و بهتری با تمدن دیگر داشته باشیم. امید دیگری که دارم این است که وقتی از منظومه‌شمسی خارج می‌شویم پیغامی با مضمون «به مجمع میان‌ستاره‌ای خوش آمدید» دریافت کنیم. و بعد متوجه شویم که ترافیک و مخابرات زیادی در بیرون وجود دارد و ما تا آن موقع از آن ناآگاه بودیم.»
بیگ بنگ: داده‌های تصویری تلسکوپ فضایی هابل، رصدخانه جنوبی اروپا و تلسکوپ‌های کوچک بر روی سیاره زمین با هم ترکیب شدند تا این پرترۀ خارق‌العاده از کهکشان مسیه ۶۱ ثبت شود. M61 که NGC 4303 نیز نامیده می شود در فاصلۀ ۵۵ میلیون سال نوری از زمین در خوشه کهکشانی سنبله واقع شده است که شامل ۲۰۰۰ کهکشان مارپیچی و بیضوی است.
این کهکشان نمونه‌ای از یک کهکشان مارپیچی مسدود شبیه کهکشان راه شیری ما است. مسیه ۶۱ همانند کهکشان‌های مارپیچی دیگر، دارای بازوهای مارپیچی، خطوط غبار کیهانی، مناطق تشکیل ستارۀ صورتی رنگ و خوشه‌های ستاره‌ای آبی جوان است. هستۀ کهکشانی درخشان در سمت چپ این کلوزآپ با قطر ۵۰ هزار سال نوری دیده می شود.
این کهکشان به یک دلیل ویژه قابل توجه است- شش ابرنواختر درون مسیه ۶۱ مشاهده شده است. این باعث می شود مسیه ۶۱ به کهکشان ستاره‌فشان نیز شناخته شود. در کهکشان‌های ستاره‌فشان، شکل‌گیری و تکامل ستارگان با سرعت بسیار بالایی رخ می دهد. اما این تنها اتفاقی نیست که در مسیه ۶۱ رخ می‌دهد؛ یک منبع پرتو ایکس در قلب آن کشف شده که مربوط به یک سیاه‌چاله در مرکز آن است.
بیگ بنگ: چرا آسمان در نزدیکی ستارۀ آنتارس و مارافسای بسیار پُر غبار، اما رنگی است؟ رنگ‌ها ناشی از ترکیبی از اجرام و فرآیندهای نجومی هستند.
غبار ِ ظریف که از جلو توسط نور ستاره می درخشد در واقع یک سحابی نشری آبی را ایجاد می کند. ابرهای گازی که اتم‌های آنها توسط نور ستارۀ فرابنفش برانگیخته می شوند یک سحابی نشری قرمز رنگ را تشکیل می دهد. ابرهای غباری در نور پس زمینه مانع از عبور نور ستاره می شوند و در نتیجه تاریک به نظر می رسند. آنتارس، یک ستارۀ فوق غول‌پیکر قرمز و یکی از ستارگان ِ درخشان در آسمان شب، است که در این عکس در بالا سمت چپ می درخشد. مارافسای نیز در مرکز سحابی آبی تقریبأ در وسط عکس قرار دارد. همچنین خوشۀ کروی دوردست M4 در سمت راست ِ آنتارس دیده می شود. این ابرهای ستاره‌ای حتی رنگی‌تر از آن چیزی هستند که انسان می تواند به چشم ببیند و نورهایی را در طیف الکترومغناطیسی از خود ساطع می کنند.
بیگ بنگ: اخترشناسان به نخستین دید مستقیم و دقیق ِ دیسک گازی که موجب رشد و شکل‌گیری پیش‌ستارۀ پرجرم می‌شود، دست یافتند. آنها دریافتند این ستاره ویژگی‌های مشترک ِ زیادی با پیش‌ستاره‌های کم جرم دارد؛ به این معنی که صرف نظر از جرم ِ نهایی ستاره، فرآیند تشکیل آنها یکسان است. این یافته، راهی برای درک کامل‌تر نحوۀ تشکیل ِ ستارگان است.
به گزارش بیگ بنگ، یک پیش‌ستاره که هنوز در مرحلۀ اولیه شکل‌گیری است، توسط ِ دیسک گازی اطرافش به سمت مرکز حرکت کرده و تغذیه می‌شود. جزئیات این فرآیند، مثلاً اینکه چرا ستاره‌ها در طیف گسترده‌ای از جرم‌ها تشکیل می‌شوند، هنوز مشخص نیست. “ستاره‌های با جرمِ کم” در نزدیکی منظومه‌شمسی شکل می‌گیرند، در نتیجه اخترشناسان می‌توانند این فرآیند را با تلسکوپ‌های خود ببینند. از سوی دیگر، “پیش‌ستاره‌های پرجرم” نادر هستند و حتی نزدیک‌ترینِ آنها در فاصلۀ بسیار دوری از ما قرار دارند.
کازوهیتو موتوگی، استادیار دانشگاه یاماگوچی ژاپن، و گروه تحقیقاتی‌اش برای رصد پیش‌ستارۀ پرجرم به نام G353.273+0.641 (از این به بعد با نام G353) از آرایه میلیمتری/ زیرمیلی‌متری بزرگ آتاکاما(ALMA) استفاده کردند. این پیش ستاره که در فاصلۀ ۵۵۰۰ سال نوری از ما و در صورت فلکی عقرب واقع شده، جرمی ده برابر جرم خورشید دارد و هنوز در حال رشد است. G353 هدف ِ منحصر به فردی در میان پیش‌ستاره‌های پرجرم است، زیرا می‌توانیم دیسک گازی آن را مستقیماً از بالا مشاهده کنیم. آلما تصاویر و نمایش‌های دقیقی از چندین ستارۀ نوزاد پرجرم دیگر نیز به نمایش گذاشته، اما اکثر آنها در پیکربندیِ حاشیه‌ای هستند و در نتیجه مشاهدۀ نواحی داخلی دیسک آنها دشوار است.
آرایه تلسکوپی آلما دیسک در حال چرخشی را در اطراف G353 رصد کرد که شعاع آن هشت برابر شعاع مدار نپتون بود. به نظر می رسد این دیسک، یکی از کوچک‌ترین دیسک‌هایی است که در اطراف پیش‌ستاره‌های پرجرم کشف شده است. همچنین محققان دریافتند پوششی از گاز، این دیسک را احاطه کرده؛ پوششی که سه برابر بزرگتر از خود دیسک است.
موتوگی می‌گوید: «ما سرعت حرکت ِ گاز از پوشش بیرونی به دیسک درونی را اندازه‌گیری کردیم. این امر در تخمین ِ سن پیش‌ستاره به ما کمک می‌کند. شگفت‌انگیز است که این ستاره فقط سه هزار سال عمر دارد و جوان‌ترین ستاره در میان پیش‌ستاره‌های شناخته‌شده است. در نتیجه شاهد ابتدایی‌ترین مرحلۀ رشد ستاره‌ای غول‌پیکر هستیم.»
جالب است که این دیسک یکنواخت نیست؛ قسمت جنوب ِ شرقی درخشان‌تر از سایر قسمت‌های آن است. این نخستین‌باری است که اخترشناسان شاهد دیسک نامتقارن در اطراف پیش‌ستارۀ پرجرم هستند. گروه تحقیقاتی همچنین پی‌برد که این دیسک بسیار ناپایدار بوده و در حال ِ تکه‌تکه شدن است. شاید این بی‌ثباتی و ناپایداری موجب ناهموار شدن دیسک شده است. این ویژگی‌ها اغلب در پیش‌ستاره‌های کوچک‌تر هم مشاهده می‌شود؛ یعنی فرآیندهای فیزیکی ِ ضروری در تشکیل ستاره‌های با جرم کم و ستاره‌های با جرم بالا یکسان است.
موتوگی می‌گوید: «مطالعات قبلی نشان داده که ستاره‌هایی با جرم‌های متفاوت، فرآیند ِ تشکیل متفاوتی نیز داشته باشند. اما مشاهدات جدید ما نیز این شباهت را نشان می‌دهد. این پژوهش گام ِ مهمی برای درک این نکته است که “پیش‌ستاره‌های پرجرم” چگونه از محیط اطراف ِ خود جرم کسب می‌کنند.» جزئیات بیشتر این مقاله در نشریۀ Astrophysicalمنتشر شده است.
یگ بنگ: اخترشناسان توانستند با استفاده از تلسکوپ‌های روباتیک متعلق به جدیدترین رصدخانۀ ESO SPECULOOS (جستجوی سیارات قابل سکونت که بر ستارگان فوق‌العاده جالب سایه می‌افکنند) در شیلی، عکس کاملاً زیبایی از کهکشان قنطورس اِی (Centaurus A) بگیرند.
به گزارش بیگ بنگ، قنطورس ای کهکشان غول‌پیکری است که در صورت فلکی قنطورس واقع شده است. قنطورس اِی که با نام‌های NGC 5128، LEDA 46957 و ESO 270-9 نیز شناخته می‌شود، یکی از درخشان‌ترین اجرام در آسمان شب نیم‌کرۀ جنوبی است.
قنطورس ای در سال ۱۸۲۶ توسط ستاره‌شناس اسکاتلندی، “جیمز دانلوپ” در رصدخانه پاراماتا کشف شد. این کهکشان که در فاصلۀ ۱۳ میلیون سال نوری از ما قرار دارد، نزدیک‌ترین هسته کهکشانیِ فعال(AGN) به ما است. نظریه‌ای که اخترشناسان تصور می‌کنند این است که چیزی که در ابتدا یک کهکشان بیضوی بوده با یک کهکشان مارپیچیِ نسبتاً کوچک‌تر برخورد کرده و حاصل آن، شکل عجیب و غریبی است که ما امروزه مشاهده می‌کنیم.
قنطورس اِی در حدود ۲۰۰۰ خوشه کهکشانیِ کروی دارد. بسیاری از این اجرام از صد و پنجاه اجرامی که به دور کهکشان راه شیری می‌چرخند درخشان‌تر و عظیم‌تر هستند. اخترشناسان رصدخانه جنوبی اروپا گفتند: «در این عکس می‌توان مناطق تشکیل ستاره که به رنگ قرمز و صورتی است را در پایین، سمت چپ عکس و خوشه‌های ستاره‌ای جوان آبی را در بالا، سمت راست عکس، مشاهده کرد. همچنین از خطوط گرد و غبار با دقت فوق‌العاده‌ای عکس گرفته شده است.»
«در مرکز کهکشان، گرد و غبار کیهانیِ باقی‌مانده به آرامی توسط سیاه‌چالۀ فوق‌العاده عظیم بلعیده می‌شود. جرم این سیاه‌چاله تقریباً صد میلیون برابر جرم خورشید است. این افزایش و رشد پیوستۀ ماده موجب می‌شود که از هستۀ کهکشانیِ فعال، امواج رادیویی قدرتمندی ساطع شود.»
بیگ بنگ: دانشمندان سلول‌های مصنوعی ِ ساختند که تغییرات در محیط پیرامونشان را حس کرده و به آن واکنش نشان می‌دهند.
به گزارش بیگ بنگ، گروهی از محققان در امپریال کالج لندن انگلیس میکروماشین‌هایی ساخته‌اند که سیگنال‌های شیمیایی خارجی را از طریق فعالسازی یک مسیر سیگنالدهی مصنوعی حس می کنند و به آنها پاسخ می‌دهند. واکنش به تغییرات شیمیایی عملکرد حیاتی سلول‌های بیولوژیکی است. برای مثال، سلول‌ها می‌توانند با ساختن پروتئین‌های خاص، تقویت ِ تولید انرژی یا خودتخریبی، به مواد شیمیایی واکنش نشان دهند. همچنین سلول‌ها از مواد شیمیایی استفاده می‌کنند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و یک واکنش را هماهنگ‌سازی نمایند یا سیگنالی مثل یک تکانه درد را ارسال کنند.
هرچند، در سلول‌های طبیعی، این واکنش‌های شیمیایی می‌تواند بسیار پیچیده و شامل چند مرحله باشد. این کار باعث می‌شود که سودمند کردن سلول‌های طبیعی، مثل یک مولکول دارویی کار دشواری برای محققان باشد. جیمز هیندلی، اولین نویسنده‌ی مطالعه گفت: «این سیستم‌ها در بیوتکنولوژی قابل توسعه هستند. برای مثال، می‌توانیم تصور کنیم که سلول‌های ِ مصنوعی را ساخته‌ایم که می‌توانند نشانگرهای سرطان را حس کنند و یک دارو را درون بدن سنتز کنند یا سلول‌های مصنوعی ِ که می‌توانند فلزات سنگین و خطرناک را در محیط زیست و اسفنج‌های انتخابی آزاد سازند تا آنها را تمیز کنند».
سلول‌های مصنوعی که توسط هیندلی و همکارانش ساخته شده‌اند دارای سلول‌های کوچکتری درونشان هستند (وزیکول‌ها). لبۀ سلول از یک غشاء حاوی منافذ تشکیل شده که یون‌های کلسیم را قادر می‌سازد تا وارد آن شوند. درون سلول، یون‌های کلسیم آنزیم‌هایی را فعالسازی می‌کنند که به وزیکول‌ها اجازۀ آزادسازی ذرات شفاف را می‌دهند. یک آنزیم که با کلسیم فعالسازی شده غشای یک وزیکول را تغییر می‌دهد و باعث آزادسازی ذرات فلورسنت از طریق کانال پروتئین می‌شود.
هیندلی گفت: «یک نسخه‌ی کوتاه شده از یک مسیر را با استفاده از سلول‌های مصنوعی و عناصری از سیستم‌های طبیعی مختلف در طبیعت ساختیم تا یک مسیر کوتاه‌تر و کارآمدتر را ایجاد کنیم که همان نتایج را ارائه دهد». این سیستم ساده‌تر است، زیرا به خیلی از چیزهایی که سلول‌ها در سیستم‌های طبیعی نیاز دارند، احتیاجی ندارد – مثل محصولات فرعی که برای سلول سمی هستند.
درون سلول، منافذ غشایی و آنزیم‌های فعال شده توسط کلسیم از سیستم‌های بیولوژیکی موجود ناشی می‌شوند – مثلأ آنزیمی که از زهر زنبور گرفته شده است – اما آنها در همان محیط یکسان در طبیعت یافت نمی‌شوند. این نقطه قوت استفاده از سلول‌های مصنوعی برای ایجاد واکنش‌های شیمیایی است – آنها راحت‌تر می‌توانند عناصرِ یافت شده در طبیعت را با هم مخلوط کنند تا اینکه یک عنصر خارجی را در یک سیستم بیولوژیکی موجود اضافه کنند.
پروفسور اوسکار سس، نویسنده ارشد مطالعه گفت: «محققان می‌توانند عناصر را از سراسر طبیعت بگیرند تا مسیرهای شیمیایی جدیدی که با اهداف خاصی طراحی شده‌اند را ایجاد نمایند. سیستم الگوی ما به آسانی تنظیم می‌شود و برای تست سریع هر ترکیب جدیدی از عناصر بکار می‌رود». یافته‌های این تحقیق در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.
بیگ بنگ: طبق گزارش مجلۀ Discover ، جمع‌آوری منابع از دیگر سیارات و سیارک‌ها به جای استفاده از آن مقدار کمی که روی زمین برای‌مان باقی مانده می‌تواند راه‌حل کلیدی برای حصول اطمینان از بقای بشریت باشد.
به گزارش بیگ بنگ، این موضوع مثل داستان علمی- تخیلی به نظر می‌رسد، اما در حال حاضر ایدۀ انتقال صنایع سنگین به خارج از زمین نسبت به هر زمان دیگری کمتر بعید و باورنکردنی به نظر می‌رسد. فیل متزر، دانشمند سیاره‌ای دانشگاه فلوریدای مرکزی، به Discover گفت: «منظومه‌شمسی می‌تواند از صنعتی یک میلیارد برابر بزرگتر از صنعتی که روی زمین داریم پشتیبانی کند. وقتی به مقیاس‌های بسیار بزرگتری از تمدن فعلی بروید، فراتر از مقیاسی که یک سیاره می‌تواند پشتیبانی کند، آن وقت انواع چیزهایی که این تمدن می‌تواند انجام دهد برای ما قابل درک نخواهد بود.»
سرمایه‌گذاری در فضا
با تحلیل رفتن منابع زمینی، جمعیت افزایش می‌یابد. حداقل این استدلالی است از مکتب جدیدی از شرکت‌هایی که در دهه یا دهه‌های گذشته تجربه کرده‌اند و سعی کرده‌اند در جمع‌آوری منابع فضایی پیشگام باشند. بعنوان مثال شرکت منابع سیاره‌ای(Planetary Resources Inc.) ده‌ها میلیون دلار صرف توسعۀ تکنولوژی‌های سیارک‌کاوی و استخراج در سیارک‌ها کرده است. اما مشکلات مالی باعث شده که این شرکت اولین مأموریت معدن‌کاوی سیارکی خود را به طور نامحدودی به تعویق بیاندازد.
ناسا سیارکی موسوم به ۱۶ Psyche را به دقت زیر نظر دارد. این سیارک از آهن و نیکل و طلا و فلزات دیگر تشکیل شده است و از این نظر می‌توان آن را معدن عظیمی از ارزشمندترین فلزات مورد نیاز روی زمین توصیف کرد.
میلیاردر جف بزوس، مدیر عامل آمازون و بلو اورجین، کاملاً آماده است. بزوس در ماه گذشته در طی اعلامیۀ کاوشگر قمری شرکت فضایی‌اش گفت: «به نظر من دلیل اینکه می‌خواهیم به فضا برویم، نجات و بقای زمین است.» بزوس طی این اعلامیه بیان داشت: «مشکل بسیار اساسی و بلندمدت این است که انرژی روی زمین تمام خواهد شد. محاسبه‌ها این را نشان می‌دهند و این اتفاق رخ خواهد داد.»
حتی ناسا هم اخیراً تصمیم گرفته میلیون‌ها دلار را صرف مفاهیم تکنولوژی کند که می‌تواند به کشف قمرها و معدن‌کاوی سیارک‌ها کمک کند. نه تنها منابع فیزیکی می‌تواند راه‌حلی برای سیاره‌ای که بیش از حد تحت فشار بوده، باشد. نیروگاه‌های خورشیدی در فضا می‌توانند انرژی بی حد و حصری به زمین بازگردانند- برنامه‌ای که در حال حاضر چین در حال اجرای آن است.
اما هرکسی چنین ذهنیتی ندارد: گروهی از محققان گرد هم آمدند تا پیشنهادی که خواستار محافظت از بیش از ۸۵ درصد از منظومۀ شمسی از دست توسعۀ انسانی است را امضا کنند. “مارتین الویس”، اخترفیزیک‌دان ارشد رصدخانۀ اخترفیزیک اسمیت سونیان و نویسنده اصلی این تحقیق، به گاردین گفت: «اگر اکنون به این مسئله فکر نکنیم، زمان مثل همیشه به جلو خواهد رفت و در عرض چند صد سال به بحران شدیدی مواجه خواهیم شد؛ بحرانی بسیار بدتر از چیزی که اکنون روی زمین با آن مواجهیم. وقتی از منظومه‌شمسی تمام استفاده را بکنیم، هیچ جایی برای رفتن وجود ندارد.»
گام‌های کوچک
قبل از تحقق تولید فضایی و معدن‌کاوی فضایی، هنوز کارهای بسیار زیادی هست که باید انجام شود، زیرا دانشمندان تا کنون فقط گام‌های کوچکی برای این آینده برداشته‌اند. تنها پنج سال پیش، شرکت کالیفرنیاییِ Made In Space اولین شرکتی بود که چاپ سه بعدی در گرانشِ صفر را انجام داد.
این شرکت در سال ۲۰۱۸ قرارداد مهمی با ناسا بست تا «سیستم تولید فلز هیبریدی برای اکتشافات فضایی» ایجاد کند. ایده این قرارداد، چاپ بخش‌ها با استفاده از فلزات هوافضایی از قبیل تیتانیوم و آلومینیوم است. و آژانس فضایی ژاپن اخیراً توانسته فضاپیمای هایابوسا ۲ خود را روی سیارک کوچکی فرود آورد و به منظور جمع‌آوری نمونه، حتی روی سطح سیارک گلوله‌ای شلیک کند و بمبی بیاندازند.
با این حال این تلاش‌ها هنوز از آینده‌ای که در آن معدن‌کاوی سیارک بتواند از تمدن‌های انسانی پشتیبانی کند، بسیار دور است. ما حتی نمی‌دانیم کدام کشور آن منابع را به نام خودش خواهد زد- مسئله‌ای که موجب ناراحتی‌های سیاسی می‌شود. اما زمان در حال گذر است. تغییرات آب و هوا و منابعی که به سرعت در حال کاهش است ما را مجبور کرده تا به فراتر از سیارۀ خود فکر کنیم. امیدوارم بتوانیم قبل از اینکه خیلی دیر شود این تغییر و انتقال را انجام دهیم.
