المدير العام لوكالة ناسا في التسعينات دان غولدين في محاضرة أمام مؤسسة الفضاء الوطنية في كولورادو، 8 إبريل 1999 ويتحدث عن حواسيب الحمض النووي والروبوتات التي تمحو قوانين علم الأحياء * ويرى غولدين أن هناك حاجة لزيادة الأساسيات البحث والتطوير في وكالة ناسا
بواسطة: دانيال غولدن. ترجمه آفي بيليزوفسكي
لماذا نحتاج إلى الاستثمار في أبحاث الفضاء وتطويره؟ على مدار خمسة عشر عاماً، عملت مؤسسة الفضاء الأميركية على توفير منتدى فريد من نوعه حيث يمكن إثارة الأسئلة الصعبة، الأمر الذي يقودنا غالباً إلى تفكير جديد واستراتيجيات وأساليب جديدة للإجابة على هذه الأسئلة.
هذا العام، تقود المؤسسة مرة أخرى. قامت بترويج رواد فضاء رحلة المكوك الفضائي رقم 95، الذين يقودون الجهود المشتركة لوكالة ناسا وبوينغ لوضع الأفق الجديد في الفضاء - محطة الفضاء الدولية. عنوان المؤتمر هو "الفضاء - النهوض بعالمنا" وهو يصف ما أريد أن أقوله اليوم.
"أنا نتاج جيل من الأميركيين الذين ضحوا من أجل مستقبل أطفالنا. أدرك والدي أن ت.س. قصد إليوت بقوله: "فقط أولئك الذين يخاطرون بالذهاب بعيدًا يمكنهم اكتشاف المدى الذي يمكن أن يصل إليه الإنسان".
نحن لا نحتاج إلى رفع الأرضية لأطفالنا فحسب، بل نحتاج أيضًا إلى رفع السقف حتى يصلوا إليه، تمامًا كما فعل آباؤنا من أجلنا. وينبغي أن يتم رفع السقف من خلال استثمارات طويلة الأجل تنطوي على مخاطر. ومن خلال هذا، يمكننا أن نواصل قيادة أميركا للجيل القادم. سنقوم بتدريب الجيل القادم ليكونوا القوة العاملة التي ستنافس في الاقتصاد العالمي، وسنساعد الجيل القادم على الحلم والإلهام.
إن نظام الطرق السريعة التي تعبر جميع الولايات الأمريكية هو مثال للاستثمار الذي تم في جيل أجدادنا، وهو يدفع تكاليفه اليوم. أدرك الرئيس روزفلت في ثلاثينيات القرن العشرين الحاجة إلى شبكة من الطرق السريعة. وكان يعتقد حينها أن ثلاثة طرق رئيسية من الشمال إلى الجنوب وثلاثة من الشرق إلى الغرب ستكون كافية، لكن المنتقدين سخروا من الحاجة لذلك ورفضها الكونجرس. فقط في الحرب العالمية الثانية، رأى الجنرال أيزنهاور كيف أثمرت استثمارات ألمانيا في شبكة الطرق السريعة، عندما ساعدتها على تحريك قواتها في الحرب. لقد كانت مساهمة أيزنهاور هي التي جلبت لنا شبكة الطرق. وغني عن القول أن هذا الاستثمار لم يعود خلال عهد أيزنهاور، بل إلى الأجيال القادمة.
واليوم، يقوم جيلنا ببناء طريق سريع جديد ـ طريق المستقبل السريع سوف ينقل المشاريع التجارية إلى الفضاء بتكاليف زهيدة، ويرسل رواد الفضاء بأمان إلى ما وراء مدار الأرض، ويساعد أميركا على استكشاف الكون بشكل مريح.
سيكون للطريق السريع بين النجوم، مثل الطرق السريعة الأرضية اليوم، وجهة محددة. وسوف يساعد المختبرات على اختبار التقنيات الجديدة في الطب الحيوي والتكنولوجيا الحيوية والروبوتات والمواد المتقدمة والاحتراق. على سبيل المثال لا الحصر بعض الأمثلة. وستكون التبادلات مفتوحة أمام أي شخص، وليس فقط رواد فضاء ناسا ورواد الفضاء الروس. سيكون لديها نظام اتصالات خاص بها، إنترنت بين النجوم. وسوف تتجاوز مدار القمر، وسوف تصل إلى الكواكب الأخرى والكويكبات والمذنبات وحتى النجوم الأخرى. وسوف يجلب تقنيات جديدة لم نحلم بها اليوم. وسوف يساعدنا أيضًا في الإجابة على السؤال "هل نحن وحدنا". في كل الأحوال، سيتطلب الطريق السريع الجديد تغييرات جوهرية، مما يضمن الوصول الآمن والرخيص إلى الفضاء.
خلال برنامج أبولو، تم استثمار أكثر من 50 مليار دولار في صواريخ زحل، 5 قبل عشرين عامًا، استثمرنا ما يقرب من 40 مليار دولار لبناء مركبة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام.
واليوم، تستثمر ناسا ملياري دولار لتقليل تكاليف الوصول إلى الفضاء. اريد ان اوضح. تدرك ناسا أنه نظرًا للميزانية المحدودة اليوم، فإن استثمار 2 مليار دولار يعد مبلغًا كبيرًا من المال. كما استوعبنا أيضاً مطلب الناخبين الذين طالبوا الحكومة خلال ثلاث حملات انتخابية ببذل المزيد من الجهد بأموال أقل. وأثناء تلك الفترة تم تخفيض ميزانية إنفاق وكالة ناسا بنحو 2 مليار دولار.
اليوم ننفق 3 مليارات دولار سنويًا لتشغيل المكوكات الفضائية. إذا قمنا بتمديد عمر العبارات إلى 30 عاماً، دون تحديثها، فإننا سننفق 90 مليار دولار، وهذا دون حساب التضخم. وإذا تمكنا من عكس ذلك، وزيادة استثماراتنا في البحث والتطوير، فيمكننا توفير مليارات الدولارات وسيكون لدينا المال اللازم للمهام الكبيرة التي أتحدث عنها. يمكننا أيضًا أن نساعد الصناعة الأمريكية في إطلاقها، ونساعد الأمن القومي.
وحتى لو لم يكن الاستثمار مرتفعا كما هو الحال في صاروخ ساتورن 5 من عملية أبولو أو في المكوك الفضائي، فإننا سنظل بحاجة إلى مبالغ أعلى مما نستثمره اليوم. ونحن في وكالة ناسا لسنا ساذجين إذا اعتقدنا أن هذا الاتجاه سوف ينعكس بين عشية وضحاها. لكننا نعتقد أننا إذا بدأنا في زيادة الاستثمارات اليوم، فسنرى نتائج مذهلة.
إذا ألقينا نظرة أخيرة، منذ جيل مضى، على الاستثمارات التي تم القيام بها لغزو الفضاء، فيبدو أنها أثرت على جميع مجالات الحياة. واليوم نعتبر عودة هذه الاستثمارات أمرا مفروغا منه - الاتصالات العالمية، والتلفزيون المباشر من الأقمار الصناعية، والتطبيب عن بعد، والتنبؤ بالطقس على المدى الطويل، والتصوير الفوتوغرافي والتصوير الرقمي، والمواد المقاومة للحريق، وكاشفات الدخان، والرموز الشريطية المحوسبة، والحفاضات التي تستخدم لمرة واحدة، وأجهزة تنظيم ضربات القلب، والخدش - الزجاج المقاوم، وأجهزة المراقبة عن بعد للمرضى في غرف العناية المركزة، وكذلك المنتجات المخصصة للحماية.
لماذا نحتاج إلى طريق سريع؟
كل هذه الأشياء هي حقيقة، لكن وكالة ناسا لم تتأسس من أجلها. مهمة ناسا هي الإجابة على الأسئلة الأساسية في العلوم والبحث مثل: كيف تشكل الكون، وكيف تطورت المجرات والنجوم والكواكب؟ هل يمكن للحياة أن تأخذ أشكالًا مختلفة، هل ستكون هذه الأشكال أبسط أم أكثر تعقيدًا، اعتمادًا على الكربون أو مواد أخرى يمكن أن توجد في مكان آخر غير كوكب الأرض؟ هل توجد كواكب شبيهة بالأرض خارج المجموعة الشمسية؟ كيف يمكننا الاستفادة من الموقع المميز للفضاء لتطوير نماذج طويلة المدى ودقيقة للتنبؤ بالكوارث الطبيعية، والتنبؤ بالطقس والمناخ؟ كيف يمكننا أن نحدث ثورة تكنولوجية لجعل الطيران في الجو وفي الفضاء متاحا للجميع في كل وقت وفي كل مكان وبأمان وبسعر متساو لكل روح، وأن يكون لذلك تأثير أقل على البيئة ويحسن فرص الأعمال و الأمن العالمي؟ وكيف نطبق هذه المعلومات لإقامة تواجد دائم في الفضاء لتحسين الحياة على الأرض؟
للإجابة على هذه الأسئلة، نحتاج إلى طريق سريع بين النجوم. لكننا وصلنا إلى حدود التكنولوجيا الحالية لدينا. ولم يعد بإمكاننا الاعتماد على ما بنيناه حتى الآن للوصول إلى ما نريد أن نذهب إليه. سأستخدم ناسا كمثال، لكن المشكلة ليست مشكلة ناسا فقط. انظر حولك إلى تكنولوجيا اليوم وسترى أمثلة على كيفية قيامنا بتحسين التكنولوجيا الموجودة منذ أكثر من جيل. السيارة - أكثر سلاسة ولكنها لا تزال تعمل بنفس التكنولوجيا - الطائرة - أكبر ولكنها لا تزال تعمل بنفس التكنولوجيا. الكمبيوتر أسرع ولديه ذاكرة أكبر، لكنه لا يزال يستخدم السيليكون ويقترب من حدوده المادية. في ناسا، الحدود التكنولوجية هي الصاروخ.
>
أعظم التحديات التي تواجه ناسا
في السنوات العشرين والثلاثين القادمة، لدى وكالة ناسا خطة لكشف بعض أسرار الكون العظيمة. ولتحقيق الهدف يجب علينا تحقيق اختراقات لتمكين هذه المهام وتقليل تكلفة الوصول إلى الفضاء. هذه هي التحديات الكبرى التي تواجه ناسا. تبلغ تكلفة اليوم حوالي 20 ألف دولار لوضع كيلوغرام واحد على مكوك الفضاء - وهو نفس السعر تقريبًا الذي كان عليه قبل جيل مضى. قاذفات المتاح ليست أرخص بكثير.
بالنسبة للبعثات المأهولة إلى المريخ، فإن تكلفة إطلاق الأدوات والمواد اللازمة إلى مدار أرضي منخفض لبناء محطة للإقامة الدائمة في الفضاء تتراوح بين 5 و10 مليارات دولار سنويًا. وهذا يعني 80 بالمئة من الميزانية السنوية لناسا. إذا تمكنا من خفض التكلفة إلى عُشر هذا المبلغ وحتى إلى جزء من مائة، فيمكننا فتح أبواب الفضاء أمام الأبحاث المأهولة.
ومن بين الأشياء التي نود القيام بها في الفضاء، نود تنفيذ مشروع "كاشف الحياة" لوضع 4 تلسكوبات على بعد 1.6 مليون كيلومتر من الأرض. الهدف هو العثور على دليل على وجود الحياة على 400 كوكب حول نجوم أخرى، والتي تقع ضمن نطاق المراقبة الممكن. نحن نقدر أنه ستكون هناك حاجة إلى أجهزة أكبر بعشر مرات من هابل. ولتحقيق ذلك، سنحتاج إلى تطوير مرايا مقعرة بسمك المناديل الورقية. وإذا نجحنا في ذلك فإن مكتشف الحياة سيتمكن من اكتشاف الجزيئات والغازات. ستساعد هذه الاكتشافات في اكتشاف أشكال الحياة على الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى. وباستخدام تكنولوجيا الصواريخ الحالية، سيكلف الأمر 4 مليارات دولار فقط لوضعها في مدار حول الأرض.
وستبحث مهمة أخرى، تسمى Planet Imager، عن أدلة على وجود المحيطات والقارات وسلاسل الجبال على الكواكب التي تدور حول النجوم القريبة. سيتم إطلاق 25 تلسكوباً بطول 40 متراً إلى نقطة تبعد 1.6 مليون ميل عن مدار الأرض، حيث يوجد بئر جاذبية سيبقيها في مكانها. للحصول على صورة ملونة مفصلة لكوكب يدور حول نجم آخر، سنقوم بدمج المعلومات من كل تلسكوب من التلسكوبات. ولم نصل إلى هذه الدقة بعد. لا يزال يتعين اختراع هذا. فكر في التطبيقات الأخرى لهذه التقنيات.
إن مجرد إطلاق مركبة فضائية إلى مدار يبعد 1.6 مليون كيلومتر عن الأرض سيكلف عشرات المليارات في تكنولوجيا اليوم. لتحسين التنبؤ بالطقس وتوسيع قدرتنا على التنبؤ بالتغيرات في المناخ على أساس موسمي وسنوي، نود إطلاق تلسكوب إلى بئر جاذبية آخر - ذلك الذي يقع بين مجالات الجاذبية للشمس والأرض. سيكون هذا التلسكوب أكبر بأربع مرات من تلسكوب هابل، ولكنه أيضًا أرخص وأخف وزنًا، وبدقة أعلى بكثير.
وسيقوم تلسكوب مماثل، يمكن رؤيته أيضًا في الليل، بمراقبة الجانب المظلم من الأرض. سيغطي هذان التلسكوبان الموجودان على جانبي الأرض الأرض ويرسلان صورًا لجانبيها، مما يسمح لنا بتتبع حركة العواصف والتغيرات في تيارات المحيط وتدفقات الرماد البركاني. سنكون قادرين على الحصول على صور لا تصدق لدوران الأرض، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من القياسات الجديدة - 24 ساعة في اليوم.
وبمساعدة أقمار المراقبة الصناعية، تمكن العلماء من التنبؤ بظاهرة النينيو قبل ستة أشهر. تخيل أنه سيتم تطوير نماذج التنبؤ، والتي ستساعد في وضع خطط الإخلاء في حالة وقوع كارثة متوقعة، وإعداد الاستراتيجيات للمزارعين، وستوفر أيضًا تنبؤات جوية أكثر تفصيلاً - عالمية وإقليمية ومحلية. واستناداً إلى التكنولوجيا الحالية، تبلغ تكلفة إطلاق هذين الجهازين وحدهما حوالي 3 مليارات دولار.
إن الحاجة إلى خفض التكاليف ليست مجرد مشكلة بالنسبة لناسا. منذ جيل مضى، كانت الولايات المتحدة تقود العالم في مجال إطلاق الأقمار الصناعية التجارية. واليوم، لا توفر الشركات الأمريكية سوى ثلاثين بالمائة من هذا السوق. وهذا لا يبشر بالخير للأجيال القادمة.
النقطة المضيئة الوحيدة في هذه البيانات هي لماذا يطالب دافعو الضرائب بتمويل مبالغ كبيرة لمواجهة التحديات الكبرى التي تواجهها ناسا عندما تكون تكاليف الإطلاق مرتفعة بشكل غير متناسب مع تكاليف المهام؟ فلماذا يتعين على دافعي الضرائب أن يتحملوا الفاتورة إذا لم نتمكن من خفض تكاليف الإطلاق بمقدار عشرة أو حتى مائة؟
هناك حل واحد فقط لهذه المشكلة. وعلينا أن نستثمر في البحث والتطوير للوصول إلى تقنيات ثورية من شأنها أن تؤدي إلى خفض تكاليف الإطلاق. نحن بحاجة إلى أدوات جديدة لبناء الطريق السريع.
إذا نظرنا إلى الأمام، إلى مستقبل أحفادي زيكي وحفيدتي جيسيكا، فمن المؤكد أن الطلب على الأصول في الفضاء والوصول إلى الفضاء سيكون أكبر بكثير مما هو عليه اليوم. والسؤال هو كيف يمكننا أن ننهي الطلب على توقعات أفضل للطقس، واتصالات عالمية رخيصة، ورحلات جوية وفضائية أكثر أمانا، ومهمات مذهلة إلى الكواكب والكواكب الأخرى.
ولتقليل تكاليف الإطلاق بمقدار عشرة إلى مائة، سنحتاج إلى مواد أكثر تكيفًا، وأكثر استقرارًا وخفيفة الوزن، ومحركات أكثر صلابة، مع استخدام أكثر كفاءة للوقود، مع استشعار ذاتي وإمكانية إطلاق ذاتي. بصلح. أنظمة التحكم في الطيران والتشغيل التي يديرها العشرات من الأشخاص بدلاً من الآلاف، وأجهزة الكمبيوتر الموجودة على متن السفن الفضائية أسرع بألف إلى مليون مرة، وقادرة على كتابة التعليمات البرمجية الخاصة بها، مما يمنح المركبات الفضائية قدراً من الذكاء . أسرع كمبيوتر على وجه الأرض لدينا اليوم، يعالج حوالي مليون عملية في الثانية، ويتطلب ميجاوات من الكهرباء، مقارنة بذلك الآن، فإن الدماغ البشري يعالج أسرع مليون مرة، ولا يتطلب سوى بضعة واطات من الطاقة - هذا هو هدفنا هو الوصول إلى مجال الكمبيوتر، ولكن على الرغم من ذلك، فإننا لا نستثمر سوى القليل جدًا من أموال البحث والتطوير في هذا الاتجاه في هذه المهمة. وبدلاً من ذلك، نعتمد على صناعة الحوسبة التي قلصت آخر ذرة من رقاقة السيليكون والنتيجة هي تغيير تطوري - وليس تغييراً ثورياً. نريد في ناسا أن ننظر إلى طرق جديدة للحوسبة، ربما باستخدام الحمض النووي أو أجهزة الكمبيوتر القائمة على ميكانيكا الكم.
فقط باستخدام هذه الأدوات الجديدة، سيتمكن البشر من مغادرة مدار الأرض. عندما نكون مستعدين لإرسال البشر إلى ما وراء كوكبنا، سنرسل أولاً مستعمرات روبوتية، لتأسيس أنظمة الحياة هناك. ستكون هذه الروبوتات عبارة عن آلات تتصرف مثل البشر، سواء بشكل فردي أو كمجموعات. سيتم تكييف هيكلها تلقائيًا مع البيئة. سوف يعملون تلقائيًا ولديهم القدرة على القيام بالمهام بطرق غير عادية. ومثل البشر، ستعمل هذه الروبوتات على تشغيل أجهزة استشعار بيولوجية والتحكم في الحركة، وسيتم برمجتها مع إمكانية التعاون مستقبلا مع أنظمة أخرى، وسيتم تحفيزها للاستكشاف والإصلاح وتكييف نفسها مع التغيرات البيئية أو لمواجهة حالة الطوارئ . نحن في ناسا نبحث عن حلول مستوحاة من علم الأحياء.
خذ الصرصور على سبيل المثال. حسنًا، قد لا يكون هذا هو المثال الأجمل. دماغه أبسط بكثير من دماغ الإنسان، لكنه لا يزال قادرًا على تشغيل آلية دفع بطول 6 أقدام، وتشغيل مستشعرات الضوء والحرارة، وتنشيط كاشفات التغيير مثل التغير السريع في شدة الضوء، وتنفيذ آلية الهروب، والتحكم في نظام البقاء ( يضع البيض قبل أن يموت بسبب التسمم)، ويتمتع بقدرات على البحث عن الطعام. ليس لدينا حتى أدنى فكرة عن كيفية برمجة مثل هذا الجهاز المتطور (وجهاز يمكنه أيضًا تكرار نفسه). على أية حال، فإن تطور المعرفة سيفتح بلا شك اتجاهات جديدة لاستكشاف الفضاء.
فكر فقط في الأدوات اللازمة للسماح لرواد الفضاء بالعيش بأمان وراحة خلال رحلة تستغرق عامين أو ثلاثة أعوام. نظرًا لأن الطاقم لن يتمكن من العودة إلى الأرض في حالة الطوارئ، يجب على رواد الفضاء ارتداء سترات مسح الجسم. إذا كان رائد الفضاء يحتاج إلى رعاية طبية أو حتى عملية جراحية، فستكون معدات المساعدة الروبوتية والمساعدات الجراحية الافتراضية على متن المركبة الفضائية. على سبيل المثال، إذا كان رائد الفضاء يعاني للأسف من التهاب الزائدة الدودية، فستحتوي هذه الأدوات على أجهزة استشعار يمكنها توجيه رواد الفضاء الآخرين في عملية الجراحة المنقذة للحياة.
سيتم إجراء كافة الاتصالات مع الأجهزة الذكية باستخدام اللغة الطبيعية بدلاً من اللغات ذات المستوى المنخفض التي يتم نقلها اليوم عبر لوحة المفاتيح. سيكون البشر هم المتحكمون النهائيون في النظام ولكن سيتم تنفيذ معظم العمليات تلقائيًا. هذا النظام، الذي يتمحور حول البشر، ولكنه يعتمد على الأجهزة الذكية، المستوحاة من علم الأحياء، والمصنوع من مواد ذكية - سيوفر البيئة الأكثر راحة لاستكشاف الفضاء السحيق.
أخذتكم عبر بعض الأهداف الأكثر إثارة للاهتمام والتي لا تصدق. لكننا سنحقق العديد من هذه الأهداف، إن لم يكن كلها. لكن من الواضح، على أية حال، أننا إذا دفعنا التكنولوجيا فسنحصل على عائد مرتفع. لقد وضعنا لأنفسنا في ناسا أهدافًا كبيرة نريد تحقيقها خلال الجيل القادم. والأساس وراء ذلك هو الوصول إلى الفضاء بتكلفة زهيدة، والذي بدونه سنستمر في الاعتماد فقط على المنتجات التي تم تطويرها خلال الحرب الباردة، ومشروع أبولو وفي بداية برنامج المكوك. تخيل أنه في عام 2030، سيستخدم زيكي وجيسيكا الأدوات التي وصفتها، وسنتمكن من إزالة حاجز الفضاء. تستطيع شركة Federal Express إرسال الطرود إلى أي مكان في العالم خلال ساعتين وتظل تتقاضى 17.95 دولارًا، ويمكننا إنشاء مستعمرات مأهولة على المريخ؛ سيكون لوزارة الدفاع إمكانية الوصول العالمي إلى الفضاء بغرض ضمان أمننا القومي؛ سيتمكن ركاب الأعمال من الطيران بسرعة تعادل 5 أضعاف سرعة الصوت على الرحلات الجوية عبر المحيط الأطلسي، وسيتم إنشاء مجمعات البحث والتطوير الصناعية ومراكز النقل في مدار منخفض حول الأرض؛ ستكون رحلة الفضاء متاحة بسعر سيارة مريحة، وستكون سهلة مثل قيادة السيارة؛ وستواصل وكالة ناسا مهمتها لإعادة كتابة كتب علم الأحياء والكيمياء والفيزياء بينما تفتح الحدود النهائية.
أنا متفائل بالمستقبل. أعتقد أن الأمر لا يتعلق بما إذا كان بإمكاننا القيام بالاستثمارات اللازمة لتحقيق الأهداف، بل يتعلق فقط بموعد حدوث ذلك.
يمكننا إغلاق وكالة ناسا، وتوفير ميزانية البحث والتطوير، والعيش بسلام على مدى العقد المقبل. نحن لسنا مصممين على إحداث تأثير كبير لأننا نواصل الاعتماد على الاستثمارات التي تم تنفيذها بالفعل. ولكن بعد ذلك لن يكون هناك شيء. أو يمكننا الحفاظ على المستوى الحالي من التطور والتأكد من تحسين ما لدينا اليوم. او؟ أن نستثمر في البحث والتطوير لضمان مستقبل مستقر، مستقبل سيساعدنا على بناء الطريق السريع للمستقبل، ومستقبل سيسمح لنا بتحقيق اختراقات تكنولوجية.
ومثلها كمثل الطرق السريعة التي أنشأها أيزنهاور، فإن الطريق السريع في المستقبل سوف يؤثر على الاقتصاد الأميركي بطرق لا يمكن حسابها على الإطلاق اليوم. تذكر "فقط أولئك الذين يخاطرون بالذهاب بعيداً يمكنهم اكتشاف إلى أي مدى يمكن للمرء أن يصل".
كجد لأحفادي، أريد أن يتذكر جيلي كشخص عاش بهذه الكلمات.
