خانه‌هایی از جنس یخ؛ راهکار جدید پژوهشگران برای بقای فضانوردان در مریخ

سفر به مریخ شاید بخش ساده‌ی ماجرا باشد؛ چالش اصلی زمانی آغاز می‌شود که فضانوردان به سیاره سرخ برسند. آن‌ها برای زنده‌ماندن به چیزی فراتر از کپسول‌های فلزی نیاز دارند؛ زیستگاهی که در برابر سرمای کشنده و پرتوهای مرگبار کیهانی، پناهگاهی امن باشد.

اکنون، گروهی از پژوهشگران پاسخی شگفت‌انگیز برای این چالش پیدا کرده‌اند: یخ می‌تواند کلید بقای انسان در دنیایی دیگر باشد. دانشمندان با مدل‌سازی‌های دقیق نشان داده‌اند که می‌توان با استفاده از یخ‌های فراوان مریخ، گنبدهایی عظیم و بادوام ساخت که هم عایق حرارتی فوق‌العاده و هم سپری طبیعی در برابر تشعشعات خورشیدی هستند.

یکی از بزرگ‌ترین موانع در مسیر مسکونی‌سازی فضا، هزینه‌های سرسام‌آور ارسال تجهیزات و مصالح از زمین است؛ هر کیلوگرم بار اضافی به معنای میلیون‌ها دلار هزینه‌ی بیشتر است. به همین دلیل، استفاده از منابع خود مریخ یک استراتژی حیاتی محسوب می‌شود. این سیاره دو ماده اولیه‌ی بالقوه دارد: غبار و خرده‌سنگ‌های سطحی به نام رگولیت (سنگ‌پوشه) و یخ.

ایده‌ی تیم پژوهش، ساخت گنبدهایی یخی به وسعت یک هکتار است که فضای کافی برای زندگی، کار و حتی کشاورزی را فراهم می‌کند. مدل‌سازی‌ها نشان می‌دهد یک لایه یخ به ضخامت چند متر کافی است تا دمای داخلی را از منفی ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد (دمای معمول شب‌های مریخ) به حدود منفی ۲۰ درجه سانتی‌گراد برساند. این دما اگرچه هنوز بسیار سرد است، برای حفظ پایداری ساختار یخی کاملاً مناسب است.

البته این یخ، همان یخ معمولی که می‌شناسیم نیست. دانشمندان دریافته‌اند که با افزودن موادی مانند هیدروژل‌ها (شبکه‌های پلیمری غنی از آب) می‌توان مقاومت و انعطاف‌پذیری یخ را به شکل چشمگیری افزایش داد. تنها چالش باقی‌مانده، پدیده‌ی تصعید است؛ یعنی تبدیل مستقیم یخ به گاز در اتمسفر رقیق مریخ. برای حل این مشکل، یک پوشش نازک و مقاوم که احتمالاً باید از زمین آورده شود، روی سازه کشیده خواهد شد.

شاید شگفت‌انگیزترین ویژگی خانه‌های یخی، تعامل آن‌ها با نور خورشید باشد. یخ برخلاف رگولیت، به شکل هوشمندانه‌ای عمل می‌کند: جلوی پرتوهای فرابنفش (UV) و یونیزان مرگبار را می‌گیرد، اما به نور مرئی و فروسرخ امکان عبور می‌دهد.

ویژگی‌های یادشده مزیتی طلایی است. زیستگاه‌های یخی نه تنها فضانوردان را از خطر سرطان و بیماری‌های ناشی از تشعشعات کیهانی مصون نگه می‌دارند، بلکه با ورود نور طبیعی، فضایی روشن و گرم برای رشد گیاهان از طریق فتوسنتز و حفظ سلامت روانی ساکنان فراهم می‌کنند. دیگر نیازی به زندگی در پناهگاه‌های تاریک زیرزمینی نیست.

اما ساخت شهر یخی بدون چالش نیست. استخراج و فرآوری این حجم از یخ به انرژی عظیمی نیاز دارد. محاسبات اولیه نشان می‌دهد با منبع انرژی معادل ایستگاه فضایی بین‌المللی، روزانه تنها می‌توان حدود ۱۵ متر مربع یخ (به اندازه یک جای پارک خودرو) فراهم کرد. طوفان‌های غبار مریخی نیز می‌توانند با پوشاندن سطح گنبدها، شفافیت و خاصیت عایق‌بندی آن‌ها را مختل سازند.

بااین‌حال، تیم وردزورث نگاهی بلندمدت به این پروژه دارند. پژوهشگران جهانی را تصور می‌کنند که در آن، انرژی لازم برای این کار از گرمای تلف‌شده‌ی نیروگاه‌های خورشیدی یا هسته‌ای تأمین می‌شود که پیش‌تر برای جوامع انسانی ساخته شده‌اند. به گفته‌ی والنتینا سومینی، پژوهشگر معماری فضایی در دانشگاه ام‌آی‌تی، این زیستگاه‌ها تنها آغاز ماجرا هستند. یخ مریخ می‌تواند پایه‌ای برای کشاورزی، تولید اکسیژن و گسترش حیات ما در سیاره‌ای دیگر باشد.