مركبة فضائية ذاتية التكاثر

مسبار فون نيومان هو مركبة فضائية قادرة على استنساخ نفسها. ^{[ 2 ]} وهو عبارة عن دمج لمفهومين: مُنشئ فون نيومان العالمي (آلة ذاتية الاستنساخ) ومسبار (أداة لاستكشاف أو فحص شيء ما). سُمّي هذا المفهوم نسبةً إلى عالم الرياضيات والفيزياء الأمريكي المجري جون فون نيومان ، الذي درس بدقة مفهوم الآلات ذاتية الاستنساخ التي أطلق عليها اسم "المُجمّعات العالمية" والتي يُشار إليها غالبًا باسم " آلات فون نيومان ". ^{[ 2 ]} يمكن افتراض أن هذه التركيبات تتكون من خمسة مكونات أساسية (يمكن أن تُنتج اختلافات هذا النموذج آلات أخرى مثل مسابير براسويل ):

• المسبار : الذي سيحتوي على أدوات الفحص الفعلية والذكاء الاصطناعي الموجه نحو الهدف لتوجيه البنية.
• أنظمة دعم الحياة : آليات لإصلاح وصيانة البنية.
• المصنع : آليات لحصاد الموارد وتكرار نفسها.
• بنوك الذاكرة : تخزن البرامج لجميع مكوناتها والمعلومات التي تم الحصول عليها بواسطة المسبار.
• المحرك : محرك لتحريك المسبار.

اقترح أندرياس إم. هاين وكاتب الخيال العلمي ستيفن باكستر نوعين مختلفين من مجسات فون نيومان، أطلق عليهما اسم "الفيلسوف" و"المؤسس"، حيث يكون الغرض من الأول هو الاستكشاف، بينما يكون الغرض من الثاني هو إعداد الاستيطان المستقبلي. ^{[ 7 ]}

اقترحت أوليفيا بورغ وأندرياس إم. هاين من مبادرة الدراسات بين النجوم مفهومًا قصير المدى لمسبار ذاتي التكاثر . وبالاعتماد على التقنيات الحالية والتقنيات قصيرة المدى، سيمكن هذا المفهوم من التكاثر الذاتي لـ 70% من كتلة المسبار، بينما ستُحمل المكونات المتقدمة مثل الرقائق الدقيقة والخلايا الشمسية والدوائر الكهربائية العامة على متن المسابير الأولية. ^{[ 8 ]}

إذا عثر مسبار ذاتي التكاثر على دليل على وجود حياة بدائية (أو ثقافة بدائية منخفضة المستوى)، فقد تتم برمجته على البقاء خاملاً، أو المراقبة بصمت، أو محاولة الاتصال (يُعرف هذا النوع باسم مسبار براسويل )، أو حتى التدخل في تطور الحياة أو توجيهه بطريقة ما.

أثار الفيزيائي بول ديفيز من جامعة أديلايد احتمال وجود مسبار على سطح قمرنا ، وصل إليه في مرحلة ما من عصور ما قبل التاريخ القديمة للأرض وبقي هناك لمراقبتها. هذا المفهوم، بحسب ميتشيو كاكو ، هو ما استند إليه ستانلي كوبريك في فيلمه " 2001: ملحمة الفضاء" (مع أن المخرج حذف مشهد الصخرة الضخمة ذي الصلة من الفيلم). ^{[ 9 ]} استند عمل كوبريك إلى قصة آرثر سي كلارك " الحارس "، التي وسّعها هو وزميله في رواية أصبحت أساس الفيلم ^{[ 10 ]} ، ولذا يُعتبر مفهوم ديفيز للمسبار/المرصد القمري مُشابهًا لفكرة كلارك.

يُعدّ مشروع " أسترو تشيكن " الذي اقترحه فريمان دايسون فكرةً بديلةً لفكرة مسبار فون نيومان بين النجوم . ^{[ 11 ]} ورغم تشابهها مع فكرة مسبار فون نيومان من حيث القدرة على التكاثر الذاتي والاستكشاف والتواصل مع "قاعدتها الأم"، فقد صمّم دايسون "أسترو تشيكن" لاستكشاف نظامنا الكوكبي والعمل داخله وصولاً إلى بلوتو، وليس لاستكشاف الفضاء بين النجوم. ^{[ 11 ]}

جادل أندرس ساندبرغ وستيوارت أرمسترونغ بأن إطلاق استعمار الكون بأكمله الذي يمكن الوصول إليه من خلال المجسات ذاتية التكاثر يقع ضمن قدرات حضارة تمتد عبر النجوم، واقترحا نهجًا نظريًا لتحقيق ذلك في غضون 32 عامًا، من خلال استخراج الموارد من كوكب عطارد وبناء سرب دايسون حول الشمس. ^{[ 12 ]}

يُعدّ "بيرسيركر" أحد أنواع سفن الفضاء ذاتية التكاثر . وعلى عكس مفهوم المسبار غير المؤذي، فإنّ "بيرسيركر" مُبرمجة للبحث عن أشكال الحياة والكواكب الخارجية الحاملة للحياة والقضاء عليها كلما صادفتها. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

يُستمد الاسم من سلسلة روايات "بيرسيركر" للكاتب فريد سابيرهاجن، التي تصف حربًا بين البشرية وهذه الآلات. ويشير سابيرهاجن (على لسان إحدى شخصياته) إلى أن سفن "بيرسيركر" الحربية في رواياته ليست آلات فون نيومان بحد ذاتها، بل إن مجمع آلات "بيرسيركر" الأكبر - بما في ذلك أحواض بناء السفن الآلية - يُشكل آلة فون نيومان. وهذا يُعيد طرح مفهوم بيئة آلات فون نيومان، أو حتى كيان خلية فون نيومان.

يُفترض في الأدب الخيالي أن حضارةً معاديةً للأجانب قد تكون قد صنعت وأطلقت مركبات "بيرسيركر" (انظر رواية "سندان النجوم" لغريغ بير ، في قسم " في الأدب الخيالي " أدناه)، أو أنها قد "تتحول" نظريًا من مسبار أكثر سلمية. ^{[ 15 ]} على سبيل المثال، يمكن تفسير سفينة فون نيومان المصممة لعمليات تحويل الكواكب - أي استخراج المعادن من سطح الكوكب وتعديل غلافه الجوي ليصبح أكثر ملاءمةً للبشر - على أنها تهاجم كواكب مأهولة سابقًا، وتقتل سكانها في عملية تغيير بيئة الكوكب، ثم تتكاثر ذاتيًا لإرسال المزيد من السفن "لمهاجمة" كواكب أخرى.

ثمة شكل آخر لفكرة المركبة الفضائية ذاتية التكاثر، وهو سفينة البذور. قد تخزن هذه المركبات الأنماط الجينية للكائنات الحية من كوكبها الأم، وربما حتى من النوع الذي خلقه. عند العثور على كوكب خارجي صالح للسكن ، أو حتى كوكب قابل للتأهيل البيئي ، ستحاول هذه المركبة استنساخ هذه الكائنات الحية - إما من الأجنة المخزنة أو من المعلومات المخزنة باستخدام تقنية النانو الجزيئية لبناء زيجوتات ذات معلومات جينية متنوعة من مواد خام محلية. ^{[ 16 ]}

قد تكون هذه السفن سفنًا لتشكيل الكواكب، تُهيئ عوالم استعمارية لاستعمارها لاحقًا بواسطة سفن أخرى، أو - إذا تمت برمجتها لإعادة إنشاء وتربية وتعليم أفراد من النوع الذي أنشأها - مستعمرين ذاتيين التكاثر. ستكون سفن البذور بديلاً مناسبًا لسفن الأجيال كوسيلة لاستعمار عوالم بعيدة جدًا بحيث لا يمكن الوصول إليها في عمر واحد.

في الجزء الرابع "الأوراق الرابحة" من كتابه الصادر عام 1981 بعنوان " 2081: نظرة متفائلة لمستقبل البشرية "، ناقش جيرارد ك. أونيل عرقًا فضائيًا افتراضيًا يُدعى البريمان، يستخدم مجسات فون نيومان المعروفة باسم المُستنسخات لاستكشاف مجرة ​​درب التبانة بالكامل. تضمن برنامج استكشاف المُستنسخات عدة عناصر أساسية:

1. عندما يصل جهاز النسخ إلى نظام نجمي مستهدف، فإنه يقوم بتشغيل منارة لتنبيه أجهزة النسخ الأخرى بوجوده في ذلك النظام النجمي.
2. سيقوم جهاز النسخ، أثناء وجوده في مدار قريب حول نجم في ذلك النظام النجمي المستهدف، بتحويل ضوء الشمس إلى مادة ومادة مضادة لاستخدامها كوقود.
3. يقوم جهاز النسخ بفحص الأنظمة النجمية المجاورة بحثًا عن وجود جهاز نسخ آخر موجود بالفعل حول أي من تلك النجوم. إذا لم يتم العثور على جهاز نسخ في نظام نجمي معين، يقوم جهاز النسخ بنسخ نفسه، مُنتجًا نسخة جديدة منه لإرسالها إلى ذلك النظام النجمي.
4. يعمل جهاز النسخ كحلقة وصل للرسائل المرسلة من أجهزة نسخ أخرى. وبالتحديد، يقوم بإعادة توجيه أي رسائل من أجهزة نسخ أخرى إلى أجهزة نسخ أخرى أبعد عن جهاز النسخ المصدر للرسالة من جهاز النسخ المُعيد للرسالة.
5. أرسل رسالة إلى جميع أجهزة النسخ الأقرب للإبلاغ عن أي اكتشافات تتعلق بالنظام النجمي. قم بالتحديث دوريًا (على سبيل المثال، مرة كل مليون سنة) أو عند وقوع حدث كبير.

^{[ 17 ]}