انسانموش در راه است؟!

 

تکالیف اقلیمی
اگر حق با هیات میان‌دولتی تغییر اقلیم (IPCC) باشد، برای نجات سیاره زمین از یک فاجعه اقلیمی کمی بیش از یک دهه فرصت داریم. این خبر هشداردهنده که اواخر سال گذشته اعلام شد البته سبب نشد که پژوهشگران کم‌کم پژوهش‌های اقلیمی را جدی بگیرند، اما به سوخت موشکی تبدیل شد که به کشف‌های جدید شتاب بخشید.

 

پژوهش‌های اقلیمی در دهه آینده به دو شیوه تعریف خواهند شد: شناخت اینکه سیاره ما چه تغییری می‌کند و اولویت‌های ما چه باید باشند و یافتن راه‌هایی برای کاستن از میزان آسیبی که موجب شده‌ایم. تازه همین اواخر فهمیده‌ایم که در نتیجه تغییر اساسی خاک با آغاز بحران اقلیمی میزان محصول برنج می‌تواند به نصف برسد.

 

گروهی از پژوهشگران دانشگاه استانفورد در «خاک آینده» برنج کاشتند، با ترکیبی شبیه به آنچه در سیاره‌ای با دی‌اکسید کربن فراوان خواهد داشت. اما حالا که این را می‌دانیم، امیدواریم بتوان انواعی از برنج را به وجود آورد که قادر به تحمل این تغییرات باشند.

 

از سوی دیگر کسانی هستند که درباره راه‌های کاهش اساسی میزان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای از مهم‌ترین منابع انتشار آن‌ها کار می‌کنند، همچون گروهی بین‌المللی که راهی برای تامین برق یخچال‌ها با پیچاندن کش‌های لاستیکی پیشنهاد کرده است.

 

البته موضوع بسیار بحث‌انگیز مهندسی سیاره‌ای نیز هست، تلاشی برای تغییر بنیادی رفتار سیاره ما به منظور حذف دی‌اکسید کربن از اتمسفر. آیا باید فقط بر منابع تولید گاز‌های گلخانه‌ای تمرکز کنیم یا ضمنا دنبال راه‌هایی برای اصلاح خرابکاری‌هایی باشیم که تاکنون انجام داده‌ایم؟ سال آینده سالی خواهد بود که در آن این پرسش‌ها اولویت دارند.

در ماه اوت سال آینده، برنامه محیط زیست ملل متحد (UNEP) یک گزارش مهم درباره ابعاد علمی و فنی مهندسی سیاره‌ای منتشر خواهد کرد، درباره رویکرد‌هایی که می‌توان از آن‌ها برای مقابله با تغییر اقلیم استفاده کرد. این رویکرد‌ها عبارت‌اند از بیرون کشیدن دی‌اکسید کربن از اتمسفر و سد کردن راه تابش خورشید.

 

ضمنا در سال آینده سازمان بین‌المللی بستر دریا قرار است مقرراتی را اعلام کند که مدت‌هاست چشم به راهش هستیم، مقرراتی که معدن‌کاوی در کف دریا را امکان‌پذیر خواهند ساخت. دانشمندان نگران‌اند که اطلاعات ما درباره آسیبی که این کار می‌تواند به اکوسیستم‌های دریایی وارد کند کافی نباشد و برای محیط‌هایی که هم‌اکنون نیز تحت فشار هستند پیامد‌های فاجعه‌باری داشته باشند.

 

اما رویداد بزرگ درباره اقلیم زمین در نوامبر سال آینده خواهد بود، هنگامی که کنفرانس اقلیمی COP 26 در گلاسکو در انگلستان برگزار خواهد شد. بر اساس توافق سال 2015 کشور‌ها باید هدف‌گذاری‌های تازه‌ای برای کاهش میزان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای خود تعیین کنند تا به محدودسازی میزان افزایش دمای جهان به زیر 2 درجه سانتیگراد کمک کنند.

 

اما بیشتر کشور‌ها در عمل به وعده‌هایشان بسیار کند بوده‌اند و آینده خود این پیمان نیز به مویی بند است: انتظار می‌رود ایالات متحد آمریکا تا آن ماه رسما از این پیمان خارج شود.

هجوم به مریخ
سال آینده سال یک هجوم همه‌جانبه به مریخ است و چندین فضاپیما ازجمله سه سطح‌نشین رهسپار سیاره سرخ خواهند شد. ناسا مریخ‌نورد Mras 2020 را پرتاب می‌کند که قرار است نمونه‌های متعددی از سنگ و خاک مریخ را ذخیره کند تا در ماموریت آینده ناسا به زمین برگردانده شوند.

 

همراه با این مریخ‌نورد یک پهپاد هلیکوپتر کوچک نیز به مریخ فرستاده می‌شود. این پهپاد می‌تواند از مریخ‌نورد جدا شود و برای نخستین بار قابلیت گشت‌های اکتشافی هوابرد را نیز به ماموریت‌های مریخ اضافه کند. چین نیز در سال آینده نخستین سطح‌نشین‌اش موسوم به Huoxing-1 را به مریخ می‌فرستد که یک مریخ‌نورد کوچک را با خود به همراه دارد. یک فضاپیمای روسی نیز قرار است مریخ‌نورد سازمان فضایی اروپا را به سیاره سرخ ببرد، البته اگر بتوانند مشکلات مربوط به چتر فرود فضاپیما را به‌موقع برطرف کنند.

 

امارات متحده عربی نیز در نخستین ماموریت یک کشور عربی به مریخ، یک مدارگرد را اعزام خواهد کرد. در حوالی زمین، چین قصد دارد ماموریت بازگرداندن نمونه موسوم به Chang’ e-5 را به ماه اعزام کند. سال آینده در دیگر مناطق منظومه شمسی نیز سال پرکاری خواهد بود. ماموریت هایابوسا 2 ژاپن قرار است نمونه‌هایی که از سیارک ریوگو برداشته را به زمین برگرداند و فضاپیمای اوسیریس رکس ناسا نیز قرار است یک تکه نسبتا بزرگ از سیارک بنو را بکند.

آسمان پهناور، داده‌های کلان
انتظار می‌رود همکاری «تلسکوپ افق رویداد» پس از هیاهوی رسانه‌ای مفصلی که با انتشار نخستین تصویر از یک سیاه چاله ابرپرجرم در قلب کهکشان Messier 87 به راه انداخت، امسال نیز نتایج جدیدی را منتشر کند. اما این بار درباره سیاه‌چاله‌ای که در قلب کهکشان خانگی‌مان – راه شیری – پنهان شده است.

 

این نتایج جدید می‌تواند شامل چندین عکس و شاید حتا یک فیلم کوتاه از گاز دوار پیرامون این غول موسوم به Sagittarius A. باشد. در اواخر سال آینده نیز ماموریت گایا متعلق به سازمان فضایی اروپا نقشه سه‌بعدی‌اش از راه شیری را به‌روز‌رسانی می‌کند، همان نقشه‌ای که در سال‌های اخیر درک دانشمندان از چگونگی ساختار و تکامل کهکشان خانگی‌مان را به طور چشمگیری متحول کرد.

 

اخترشناسان موج گرانشی نیز قرار است تحفه‌های‌شان از برخورد‌های کیهانی عظیمی را که به تازگی رصد کرده‌اند رونمایی کنند، برخورد‌های عظیمی که ساختار فضا-زمان را به لرزه درآوردند، از جمله چندین مورد ادغام میان سیاه‌چاله‌ها و همچنین برخورد میان یک سیاه چاله و یک ستاره که تاکنون هرگز دیده نشده است.

 

انسانموش در راه است
رویای کشت اندام‌های جانشین برای انسان در بدن جانوران، با گام‌های بلندی که پژوهشگران در این تکنیک نگران‌کننده به لحاظ اخلاقی برداشته‌اند، می‌تواند به تحقق نزدیک‌تر شود. یک دانشمند سلول بنیادی به نام هیرومیتسو ناکااوچی در دانشگاه توکیو در نظر دارد در جنین موش و رت بافتی از جنس سلول‌های انسان برویاند. او سپس این جنین‌های دورگه را در بدن جانوران جانشین خواهد کاشت، مرحله‌ای که تا پیش از تصویب قانونی جدید که مارس سال گذشته اجرایی شد اجازه انجام آن را نداشت.

 

ناکااوچی و همکارانش ضمنا درخواست داده‌اند که آزمایش مشابهی را با استفاده از جنین خوک انجام دهند. هدف نهایی چنین پژوهشی تولید جانورانی با اندام‌هایی است که در نهایت می‌توان آن‌ها را به افراد پیوند زد. با این همه بعضی پژوهشگران بر این عقیده‌اند که کشت «اندام‌واره‌ها» در آزمایشگاه روش بی‌خطرتر و موثرتری خواهد بود.

ضدحمله پشه
در شهر یوگیاکارتا در اندونزی، آزمایش بزرگی برای بررسی تکنیکی در جریان است که می‌تواند جلوی انتشار ویروس تب دنگی را بگیرد. این آزمایش سال آینده به نتیجه خواهد رسید. پژوهشگران در این شهر پشه‌هایی را رهاسازی کرده‌اند که حامل باکتری Wolbachia هستند که مانع از همانندسازی ویروس‌های مسبب بیماری‌های دنگی، چیکونگونیا و زیکا می‌شود. سپس اجازه دادند که این عفونت در جمعیت وحشی پشه انتشار یابد.

 

آزمایش‌های کوچک‌تر در اندونزی، ویتنام و برزیل با نتایج آینده‌داری همراه بوده‌اند. یک واکسن امیدوارکننده برای مالاریا نیز ساخته شده که قرار است در جزیره بیوکو در گینه استوایی آزمایش شود و در سال آینده سازمان جهانی بهداشت امیدوار است بتواند بیماری خواب را ریشه‌کن کند.

 

این بیماری که ضمنا تریپانوزومیازیس نیز نامیده می‌شود یکی از مشکلات جدی بهداشت عمومی در آفریقای زیر صحرا است. این بیماری بدنام به وسیله مگس تسه‌تسه منتقل می‌شود.

رویای برخورددهنده عظیم
سازمان تحقیقات هسته‌ای اروپا امیدوار است امسال بتواند بودجه لازم برای یک «ابربرخورددهنده» را تامین کند. شورای این آزمایشگاه فیزیک ذرات در اروپا بهار آینده نشست ویژه‌ای را در بوداپست برگزار می‌کند. قرار است کمیته‌ای در این نشست در مورد طرح‌های پیشنهادی برای به‌روز‌رسانی استراتژی اروپا در زمینه فیزیک ذرات تصمیم‌گیری کند.

 

پیشنهاد سازمان تحقیقات هسته‌ای اروپا فهرستی از گزینه‌ها برای ساخت یک برخورددهنده در آینده را شامل می‌شود. این آزمایشگاه امیدوار است بتواند موافقت اعضا را برای ساخت یک ماشین عظیم‌الجثه 100 کیلومتری بگیرد که در واقع 6 برابر قوی‌تر از «برخورددهنده هادرونی بزرگ» LHC خواهد بود و هزینه ساختش به 23 میلیارد دلار می‌رسد.

 

در آمریکا نیز آزمایشگاه شتاب‌دهنده ملی فرمی در حوالی شیکاگو باید نتایج آزمایشی موسوم به Muon g-2 را منتشر کند که فیزیک‌دانان مدت‌هاست در انتظارش هستند. در این آزمایش رفتار ذرات میون – خواهران بسیار پرجرم‌تر الکترون‌ها – در یک میدان مغناطیسی با دقت بسیار بالایی بررسی شده است. فیزیک‌دانان امیدوارند ناهنجاری‌های اندک در نتایج این آزمایش بتواند وجود ذرات بنیادی ناشناخته‌ای را افشا کند.

به ضرب زور
فیزیک‌دانان امیدوارند به رویای‌شان برای خلق ماده‌ای دست یابند که در دمای اتاق می‌تواند الکتریسیته را به هیچ مقاومتی انتقال دهد، هرچند تا اینجای کار چنین مواد ابررسانایی تنها تحت فشار‌های چند میلیون کیلوپاسکالی کار می‌کنند. به دنبال موفقیت ترکیباتی مانند سوپرهیدرید‌های لانتانوم که در سال 2018 رکورد ابررسانایی در تمام دما‌ها را شکست، پژوهشگران امیدوارند ترکیباتی از سوپرهیدرید ایتریوم بسازند که بتوانند در دما‌های تا سقف 53 درجه سانتی‌گراد خاصیت ابررسانایی داشته باشند.

مخمر مصنوعی
پروژه بلندپروازانه زیست‌شناسان سازنده (synthetic) برای از نو ساختن مخمر نانوانی (Saccharomyces cerevisiae) قرار است در سال آینده تکمیل شود. این پژوهشگران در گذشته رمز ژنتیکی جانداران بسیار ساده‌تری همچون باکتری Mycoplasma mycoides را کاملا با رمز ساختگی جانشین کرده‌اند. اما انجام این کار در سلول مخمر به دلیل پیچیدگی آن به‌مراتب چالش بزرگ‌تری است.

 

در این پروژه که «مخمر مصنوعی 2» نامیده شده 15 آزمایشگاه در 4 قاره همکاری می‌کنند. این گروه‌ها DNA هر کدام از 16 کروموزوم مخمر نانوایی را قطعه‌قطعه با نسخه‌های ساختگی‌شان جانشین کرده‌اند. علاوه بر این در زمینه تجدید ساختار و ویرایش ژنوم یا حذف تکه‌هایی از آن را نیز آزمایش کرده‌اند تا بفهمند که این جاندار چگونه تکامل یافته و از پس جهش‌ها برمی‌آیند.

 

پژوهشگران امیدوارند که با برداشت مهار از روی سلول‌های مخمر مهندسی‌شده راه‌های موثرتر و انعطاف‌پذیرتری برای ساخت انبوهی از فراورده‌ها، از سوخت‌های زیستی گرفته تا داروها، در آن‌ها پدید آید.

انرژی صلب
کمپانی‌های بسیاری از بزرگ تا کوچک می‌خواهند سال آینده فروش نوع جدیدی از سلول‌های خورشیدی را آغاز کنند که در آن‌ها از «پروسکایت‌ها» استفاده شده است، مواد نویدبخشی که در مقایسه با کریستال‌های سیلیکونی به کار رفته در پنل‌های خورشیدی متعارف هم ارزان‌تر هستند و هم آسان‌تر تولید می‌شوند.

 

در سلول‌های خورشیدی چند اتصالی، وقتی مواد پروسکایت با سیلیکون جفت شوند می‌توانند پربازده‌ترین سلول‌های خورشیدی بازار را به وجود آورند. حوزه انرژی امیدوار است در سال آینده و در جریان بازی‌های المپیک توکیو در ژوئیه آینده بتواند نقطه عطف دیگری را نیز رقم بزند. شرکت تویوتا در نظر دارد نخستین نمونه اولیه از اتومبیلی را رونمایی کند که از باتری‌های یون لیتیوم حالت جامد استفاده شده است، البته اگر کل ماجرا به خاطر شیوع کروناویروس لغو نشود.

 

در این باتری‌ها به جای مایعی که به عنوان جداکننده الکترود‌ها درون باتری عمل می‌کند از یک ماده جامد استفاده می‌شود. به گفته طراحان این باتری، با این کار مقدار انرژی قابل ذخیره در باتری افزایش می‌یابد. همچنین باتری‌های الکترولیت جامد دوام بیشتری نیز دارند، اما فرایند شارژ آن‌ها نیز کند‌تر است.

گزینه نامحتمل
بعضی‌ها اساسا باور ندارند که هم‌جوشی هسته‌ای می‌تواند یک گزینه احتمالی برای تامین انرژی باشد، چه رسد به اینکه در طول عمرمان شاهد ظهورش باشیم. اما اگر این رویا محقق شود می‌تواند قدرت عظیم خورشید را در یک راکتور دربسته مهار کند.

 

همجوشی هسته‌ای می‌تواند منبع انرژی امن، ارزان و پاکی را در اختیار بشر قرار دهد که بسیار فراتر از ظرفیت فناوری‌های تجدیدپذیر کنونی ما است. البته این علم جدیدی نیست و دست کم در بیش از نیم قرن اخیر بار‌ها گفته شده که «20 سال دیگر» محقق خواهد شد.

 

با این حال در یکی دو سال اخیر حجم پژوهش‌ها و سرمایه‌گذاری‌ها در این حوزه به‌شدت افزایش یافته است و پژوهشگران توانسته‌اند مدت پایداری واکنش‌های پلاسما در راکتور‌های همجوشی را به طور مرتب افزایش دهند. گروه‌های دیگری نیز روش‌هایی برای کاهش هزینه ساخت این راکتور‌ها پیدا کرده‌اند و در این راه کشف کردند که افزودن یک فلز معمولی می‌تواند نقشی کلیدی در توسعه این فناوری داشته باشد.

 

در این میان بانک سرمایه‌گذاری اروپا به‌هیچ‌وجه همجوشی هسته‌ای را یک خیال خام نمی‌داند و به‌تازگی برای ساخت یک راکتور آزمایشی در ایتالیا 250 میلیون یورو سرمایه‌گذاری کرده است. انگلستان نیز اعلام کرده که یک تاسیسات 22 میلیون پوندی جدید برای پژوهش درباره همجوشی هسته‌ای می‌سازد و البته گل سرسبد این داستان راکتور گرماهسته‌ای آزمایشی بین‌المللی در فرانسه است که قرار است نخستین آزمایش‌هایش را در سال 2025 آغاز کند.

 

آیا سال آینده رویای همجوشی هسته‌ای محقق خواهد شد؟ نه. اما ممکن است کلید گشودن در‌های موفقیت به روی این فناوری را به همراه داشته باشد.

 

منبع: روزنامه سازندگی