از ایستگاه فضایی تا دیوار بزرگ چین؛ چرا بشر به ساختن چیزهای غیرممکن ادامه می‌دهد؟

اگر تمدن بشر را از زوایای مختلف نگاه کنیم تقریباً همیشه ردپای یک سازه در مرکز آن می‌بینیم: از نخستین پناهگاه‌های گلی تا جنگل‌های فولادی و شیشه‌ای شهرهای امروز، همواره میل بی‌وقفه به خلق‌کردن و به‌جاگذاشتن یک ردپا، از مهم‌ترین نیروهای پیشران تاریخ به‌شمار می‌رود.

اما در مقطعی این میل به ساختن، از چارچوب نیازهای روزمره فراتر می‌رود و در پروژه‌هایی متجلی می‌شود که در مرز ناممکن قرار دارند؛ جایی که مهندسی شبیه ماجراجویی می‌شود. اینجا سازه‌هایی مجسم می‌شوند که برای شکستن مرزهای علم، نمایش قدرت و گاهی پاسخ به پرسش‌های بنیادی بشر قد بنا شده‌اند.

ابرپروژه‌ها بازتاب اهداف بزرگ بشرند؛ سازه‌هایی که در ابعاد غول‌آسای خود، روایتگر جاه‌طلبی، همکاری جهانی، رقابت‌های سیاسی و گاه تراژدی‌های انسانی‌اند.

در این مقاله به سراغ برخی از شگفت‌انگیزترین ابرسازه‌های جهان می‌رویم؛ پروژه‌هایی که هر کدام به‌تنهایی می‌توانند نمادی از دوران خود باشند: از تونلی ۲۷ کیلومتری در اعماق زمین که تلاش می‌کند نخستین لحظه‌های جهان پس از بیگ‌بنگ را شبیه‌سازی کند، تا ایستگاهی فضایی که مانند شهری کوچک با سرعت سرسام‌آور در مدار زمین می‌چرخد.

در اعماق زمین، در مرز سوئیس و فرانسه، غول‌پیکرترین ماشینی که به دست بشر ساخته شده، در سکوت کار می‌کند. برخورددهنده هادرونی بزرگ (LHC)، یک تونل دایره‌ای به محیط ۲۷ کیلومتر است که در آن، ذرات بنیادی با سرعتی نزدیک به سرعت نور به یکدیگر کوبیده می‌شوند تا اسرار آفرینش را فاش کنند.

لیزا رندال، دانشتمند و فیزیک‌دان نظری، در تحسین این مگاپروژه می‌گوید: « گرچه همیشه در برابر اغراق‌کردن مقاومت می‌کنم، ولی LHC به دنیایی تعلق دارد که فقط با صفات عالی می‌توان آن را توصیف کرد. »

بیش از ۱۲۰۰ آهنربای ابررسانای غول‌پیکر در این ماشین جای گرفته‌اند که وظیفه هدایت پرتوهای پروتون را بر عهده دارند. برای دستیابی به حالت ابررسانایی، این آهنرباها باید تا دمای باورنکردنی ۱.۹ کلوین (۲۷۱.۳- درجه سانتی‌گراد) سرد شوند؛ دمایی که از خلأ میان‌ستاره‌ای نیز سردتر است و LHC را به سردترین نقطه شناخته‌شده در کائنات و بزرگ‌ترین سردخانه جهان تبدیل می‌کند.

اما هدف از این‌همه پیچیدگی چیست؟ پاسخ به بنیادی‌ترین سؤالات بی‌پاسخ فیزیک: درک منشأ جرم، جست‌وجو برای ماده تاریک و آزمودن نظریه مدل استاندارد. بزرگ‌ترین دستاورد LHC تا امروز، در ۴ ژوئیه ۲۰۱۲ رقم خورد؛ روزی که دانشمندان از کشف ذره‌ای جدید خبر دادند که خواص آن با «بوزون هیگز» پیش‌بینی‌شده همخوانی داشت. کشف این ذره، که آخرین قطعه گمشده پازل مدل استاندارد بود، جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۱۳ را برای نظریه‌پردازان آن به ارمغان آورد.

با برنامه‌ریزی برای ساخت جانشینان بزرگ‌تر و پرهزینه‌تر، بسیاری در جامعه فیزیک نگران‌اند که این ابرپروژه‌ها، بودجه‌های تحقیقاتی را برای دهه‌ها به انحصار خود درآورند و مسیرهای پژوهشی دیگر را مسدود کنند. بااین‌همه، LHC همچنان به کاوش خود ادامه می‌دهد و اکنون برای ارتقا به نسخه قدرتمندتر خود (HL-LHC) آماده می‌شود.

در ارتفاع ۴۰۰ کیلومتری بالای سر ما، بزرگ‌ترین سازه‌ای که بشر در فضا ساخته، به دور زمین می‌چرخد. ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) که طولی برابر با یک زمین فوتبال آمریکایی دارد، نه‌تنها یک آزمایشگاه علمی منحصربه‌فرد، بلکه نماد یکی از بزرگ‌ترین تحولات ژئوپلیتیکی قرن بیستم به‌شمار می‌رود: گذار از رقابت فضایی جنگ سرد به همکاری جهانی.

در سال ۱۹۹۳، ایالات متحده و روسیه توافق کردند تا برنامه‌های فضایی خود را ادغام کنند. این مشارکت بعدها با پیوستن آژانس‌های فضایی اروپا، ژاپن و کانادا گسترش یافت و ISS را به محصول مشترک پنج آژانس فضایی از پانزده کشور جهان تبدیل کرد.

ساخت چنین مجموعه‌ای در فضا، چالش‌های منحصربه‌فرد خودش را داشت: ایستگاه به‌صورت قطعات جداگانه (ماژولار) طراحی شد و این قطعات طی بیش از ۴۰ مأموریت فضایی بین سال‌های ۱۹۹۸ تا ۲۰۱۱، مانند یک پازل غول‌پیکر در مدار به یکدیگر متصل شدند. فضانوردان ساکن در این پاسگاه بشری، هر ۹۰ دقیقه یک‌بار شاهد طلوع و غروب خورشیدند و در شرایط بی‌وزنی، دست به تحقیقاتی می‌زنند که انجامشان بر روی زمین ناممکن است.

این آزمایشگاه مداری همچنین به ما کمک می‌کند تا تأثیرات سفرهای فضایی طولانی‌مدت بر بدن انسان را بهتر درک کنیم؛ دانشی که برای مأموریت‌های آینده به ماه و مریخ بسیار حیاتی خواهد بود.

بااین‌حال، رسیدن به چنین دستاوردهایی ارزان تمام نمی‌شود. تا سال ۲۰۱۰، بیش از ۱۵۰ میلیارد دلار صرف ساخت و بهره‌برداری از ISS شد؛ رقمی که آن را به گران‌ترین سازه منفرد ساخت بشر تبدیل کرد.

همین هزینه‌های نجومی باعث شد بسیاری از منتقدان بپرسند: آیا بهتر نبود این سرمایه صرف اعزام چندین مأموریت روباتیک پیشگامانه به اعماق فضا می‌شد؟ پرسشی که ایستگاه فضایی بین‌المللی را در قلب یک جدال بزرگ‌تر قرار می‌دهد: اولویت آینده بشریت چیست؟ عمر ایستگاه تا سال ۲۰۳۰ تمدید شد و اکنون به‌عنوان پلی برای انتقال به نسل بعدی ایستگاه‌های فضایی تجاری عمل می‌کند.

 اگر جهنمی برای ماشین‌ها وجود داشته باشد، Bagger 288 بی‌شک بر تخت فرمانروایی آن تکیه می‌زند: غولی پولادین و یکی از عظیم‌ترین سازه‌های «متحرک» روی زمین. این بیل مکانیکی چرخ‌دار، هم نماد نبوغ مهندسی آلمان است و هم یادآور تاریک هزینه‌های زیست‌محیطی عصر سوخت‌های فسیلی. همان‌طور که رابرت ملون، نویسنده فوربز، به کنایه می‌گوید: «اگر می‌خواهید کمی خاک جابه‌جا کنید، یا شاید یک کوه را از سر راه بردارید، این قطعاً ماشین مناسب شماست.»

در جلوی دستگاه چرخی عظیم با ۱۸ سطل قرار دارد که می‌تواند روزانه ۲۴۰ هزار مترمکعب خاک و سنگ را جابه‌جا کند؛ حجمی برابر با حفر یک زمین فوتبال به عمق ۳۰ متر تنها در یک روز. جالب اینکه تمام این عملیات توسط تیمی پنج‌نفره کنترل می‌شود.

به همین دلیل Bagger 288 به‌عنوان موجودی متناقض و پیچیده شناخته می‌شود. از یک سو، اوج توانایی بشر در خلق ماشین‌آلات سنگین و از سوی دیگر، هیولایی که تخریب اکولوژیکی را در مقیاسی حماسی به تصویر می‌کشد. این غول مکانیکی همچنان فعال است و در پای آخرالزمانی‌اش در فیلم‌ها و آثار موسیقی نیز دیده می‌شود.

برخلاف تصور عموم دیوار بزرگ چین یک سازه واحد نیست، بلکه مجموعه‌ای پیچیده از دیوارها، قلعه‌ها و برج‌های دیده‌بانی است که توسط دودمان‌های مختلف در طول بیش از دو هزار سال ساخته شد. این ابرسازه که مجموع طول تمام بخش‌های آن به بیش از ۲۱,۰۰۰ کیلومتر می‌رسد، نه فقط شاهکار معماری نظامی، بلکه نمادی قدرتمند از تمدن چین و تلاشی بی‌وقفه برای تعریف و دفاع از مرزهای این کشور به شمار می‌رود.

دیواربزرگ چین با هزینه‌ی انسانی غیرقابل‌تصوری بنا نهاده شد. نیروی کار ساخت دیوار عمدتاً از سربازان، محکومان و میلیون‌ها کارگر اجباری تشکیل می‌شد. تخمین زده می‌شود که تا ۴۰۰ هزار نفر در حین ساخت دیوار جان خود را ازدست‌داده‌اند، حقیقتی تلخ که باعث شده دیوار به «بزرگ‌ترین قبرستان جهان» نیز شهرت یابد.

اما این دیوار واقعاً چقدر کارایی نظامی داشت؟ این سازه در جلوگیری از حملات کوچک مؤثر بود، اما هرگز به‌عنوان مانعی نفوذناپذیر عمل نکرد و ارتش‌های بزرگی مانند مغول‌ها توانستند از آن عبور کنند.

امروزه این میراث جهانی یونسکو با تهدیدهایی جدی دست‌وپنجه نرم می‌کند. فرسایش طبیعی و فعالیت‌های انسانی، بخش‌های قابل‌توجهی از دیوار را ویران کرده‌اند و حدود ۳۰ درصد از سازه‌ی دوره مینگ به‌طور کامل ناپدید شده است. دولت چین در سال‌های اخیر تلاش‌هایی را برای حفاظت از این میراث گران‌بها آغاز کرده است تا این نماد تسلیم‌ناپذیری برای نسل‌های آینده باقی بماند.

در آغاز قرن بیست‌ویکم، دبی با درک این واقعیت که ذخایر نفتی‌اش روزی به پایان می‌رسند، رؤیایی تازه را دنبال کرد: تبدیل‌شدن به قطب گردشگری جهان. اما خط ساحلی محدود، مانعی بزرگ بر سر راه این هدف قرار محسوب می‌شد. راه‌حل این مشکل یکی از بلندپروازانه‌ترین پروژه‌های مهندسی عمران معاصر را رقم زد: خلق جزایری مصنوعی به شکل نخل در دل خلیج‌فارس.

به‌منظور محافظت از این توده شنی نیز موج‌شکنی هلالی به طول ۱۱٫۵ کیلومتر با حدود ۵٫۵ میلیون مترمکعب سنگ توسعه یافت. در نهایت، این پروژه به‌تنهایی ۵۶ کیلومتر به خط ساحلی دبی افزود.

بااین‌حال فرایند لایروبی و ساخت‌وساز، آب‌های شفاف خلیج‌فارس را کدر کرد و باعث نابودی زیستگاه‌های دریایی حساس، از جمله صخره‌های مرجانی و بسترهای صدف شد. این پروژه همچنین الگوهای طبیعی امواج را تغییر داد و فرسایش سواحل هم‌جوار را در پی داشت.

در تاریخ هوانوردی تنها یک هواپیما توانست به افسانه بدل شود: آنتونوف An-225 «مریا». مریا در زبان اوکراینی یعنی «رؤیا» و همین نام، بهترین توصیف برای پروژه‌ای بود که از همان آغاز غیرممکن به نظر می‌رسید.

«مریا» در دهه ۱۹۸۰ و در دوران اتحاد شوروی ساخته شد، با مأموریتی خاص: حمل شاتل فضایی بوران و قطعات عظیم راکت انرژیا. برای چنین وظیفه‌ای به پرنده‌ای نیاز بود که هیچ استانداردی در جهان هوانوردی توان تعریفش را نداشت. مهندسان آنتونوف به چالش پاسخ دادند و نتیجه، هواپیمایی شد که همه رکوردها را شکست.

با فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی و لغو برنامه فضایی «بوران»، این رؤیای عظیم برای سال‌ها زمین‌گیر و فراموش شد. اما در آغاز دهه ۲۰۰۰، مریا بازسازی و برای خدمت تجاری به جهان معرفی شد.

سرنوشت مریا به شکلی تلخ با رویدادهای اخیر اوکراین پیوند خورد. ۲۷ فوریه ۲۰۲۲، تنها فروند عملیاتی An-225 در آشیانه‌اش در فرودگاه هوستومل، نزدیک کیف، در جریان نبردهای سنگین منهدم شد. نابودی این هواپیمای افسانه‌ای موجی از اندوه را در میان علاقه‌مندان به هوانوردی و مردم سراسر جهان برانگیخت.

 بااین‌حال، دولت اوکراین اعلام کرده که برنامه‌ای برای بازسازی «مریا» در دست دارد؛ تلاشی که نه فقط یک پروژه مهندسی، بلکه بخشی از آرزوی بزرگ‌تر این کشور برای بازسازی آینده به شمار می‌رود.

سازه‌های عظیمی که در این مقاله به آن‌ها پرداختیم، همگی در یک دسته قرار می‌گیرند: ابرپروژه‌ها (Megaprojects). این اصطلاح به طرح‌های سرمایه‌گذاری عظیمی اطلاق می‌شود که «معمولاً» بیش از یک میلیارد دلار هزینه دارند، سال‌های متمادی برای تکمیل‌شدن زمان می‌برند و پیامدهای اجتماعی و اقتصادی گسترده‌ای بر جای می‌گذارند.

پس چرا باوجود چنین احتمالات ضعیفی، بشر همچنان دست به ساخت آن‌ها می‌زند؟ پاسخ در محاسبات اقتصادی خلاصه نمی‌شود. ابرپروژه‌ها اغلب با انگیزه‌هایی نمادین به جریان می‌افتند: ساختن اولین، بزرگ‌ترین یا طولانی‌ترین سازه‌ی تاریخ، یا خلق میراثی سیاسی که نسل‌ها باقی بماند. به همین دلیل است که این پروژه‌ها به ابزاری قدرتمند برای برندسازی ملی و نمایش قدرت فناورانه و اقتصادی کشورها تبدیل شده‌اند.

جدول زیر تصویری کلی از مقیاس این شش ابرپروژه ارائه می‌دهد و به درک ابعاد حیرت‌انگیز آن‌ها کمک می‌کند.

شاید میراث حقیقی این سازه‌ها نه در بتن و فولادشان، که در تغییری باشد که در نگاه ما به جهان ایجاد می‌کنند. این همان حسی است که میچیو کاکو، فیزیک‌دان برجسته، درباره پروژه‌هایی چون LHC بیان می‌کند: «ما این کار را می‌کنیم، چون می‌خواهیم نقش و جایگاه خود را در کائنات درک کنیم.»

و شاید هیچ‌کس این تکامل دیدگاه را بهتر از فضانوردی که از پنجره ایستگاه فضایی به سیاره ما نگریسته، توصیف نکرده باشد. کریس هدفیلد می‌گوید: «میراث واقعی تمام تلاش‌های بشر برای قدم‌گذاشتن به فضا، درک بهتر از سیاره کنونی‌مان و آموختن نحوه مراقبت از آن خواهد بود.»