«كيوب سات» .. أقمار صغيرة بقدرات فائقة في استكشاف الكون!

شهدت الأقمار الصناعية تطورًا ملحوظًا خلال تسعينيات القرن الماضي، وكان ظهور الأقمار الصناعية المكعبة (CubeSats) من أبرز مظاهر هذا التطور. وبفضل حجمها الصغير وتكاليفها المنخفضة، فتحت هذه الأقمار آفاقًا جديدة لاستكشاف الفضاء ودراسة الظواهر الأرضية، مما أدى إلى تغيير المفهوم التقليدي للأقمار الصناعية. وأصبح بإمكان الجامعات ومراكز الأبحاث الوصول إلى المدار الأرضي المنخفض (LEO) بسهولة غير مسبوقة بفضل هذه التقنية المتطورة.

ظهرت فكرة الأقمار الصناعية المكعبة لأول مرة في أواخر التسعينيات، وتحديدًا عام 1999، على يد باحثين من جامعتي ستانفورد وكاليفورنيا، وهما الدكتور بوب تويغز والبروفيسور جوردي بويغ-سوير. كان الهدف من هذه الفكرة هو تطوير قمر صناعي صغير منخفض التكلفة يمكن استخدامه للأغراض التعليمية والبحثية، بحيث يتيح للأساتذة والطلبة المشاركة الفعالة في استكشاف الفضاء.

ومع النجاح الذي حققه الإطلاق الأول لهذا النوع من الأقمار الصناعية عام 2003، ازداد الاهتمام بها بفضل سهولة تصنيعها مقارنةً بالأقمار التقليدية. كما أن دورها البحثي والمعرفي جعلها وسيلة فعالة لدراسة ظواهر محددة بشكل معمّق، ومراقبتها عن كثب. فقد أصبح بالإمكان استخدامها في دراسة التغير المناخي، ومراقبة الغابات، وتحليل المسطحات المائية، إلى جانب العديد من المجالات العلمية والبيئية الأخرى التي كانت تتطلب ميزانيات ضخمة سابقًا.

وتختلف أنواع الأقمار الصناعية المكعبة باختلاف حجمها وتركيبها. فهناك الأقمار ذات الوحدة الواحدة ، وهي مخصصة للمهام البسيطة والمحددة، كما يمكن دمج عدة وحدات معًا لتشكيل أقمار صناعية أكبر.

وكلما زاد عدد الوحدات، زادت قدرة القمر الصناعي على حمل أجهزة إضافية وأداء مهمات أكثر تعقيدًا. فعلى سبيل المثال، تُستخدم الأقمار الصناعية المكعبة الأكبر في مهمات المراقبة الأرضية والاتصالات، بينما تُعَد الأقمار الأصغر مثالية لاختبار التقنيات الجديدة أو جمع البيانات الأساسية.

استخدامات كبيرة لأقمار صغيرة

أحدثت الأقمار الصناعية المكعبة تحولًا جذريًّا في مجال الفضاء، ومع التقدم التكنولوجي تزايدت استخداماتها، مما أسهم في توسيع آفاق المعرفة العلمية. فمنذ إطلاق أول قمر صناعي مكعب عام 2003، تم إرسال آلاف الأقمار حتى يومنا هذا، مما يوضح مدى انتشار هذه التقنية. ويمكن تلخيص استخداماتها فيما يلي:

.1 البحث العلمي

يُعَد هذا المجال من أهم أسباب تطوير الأقمار المكعبة، حيث تُستخدم في دراسة الغلاف الجوي للأرض، وتحليل الظواهر الفلكية، ومراقبة التغيرات المناخية، والغابات، والمسطحات المائية، إلى جانب العديد من الدراسات البيئية الأخرى.

2. الاتصالات

تؤدي الأقمار المكعبة دورًا محوريًّا في إنشاء شبكات اتصالات فضائية منخفضة التكلفة، بما في ذلك توفير الإنترنت في المناطق النائية التي تفتقر إلى بنية تحتية تقليدية، وهو ما أدى إلى تزايد استخدامها خلال السنوات الماضية.

3. استكشاف الفضاء

تُستخدم الأقمار المكعبة في رصد الأجسام الفضائية القريبة من الأرض، والتي قد تشكل خطرًا على كوكبنا، كما بدأت وكالات الفضاء بالفعل في إدماجها ضمن المهمات البعيدة، مثل إرسالها إلى كوكب المريخ لدراسة بيئته.

4. المهمات العسكرية

تُستخدم الأقمار المكعبة في مهمات الإنذار المبكر، وعمليات جمع البيانات، والمراقبة العسكرية والاستخباراتية، مما يوضح أهميتها في المجال الأمني والدفاعي.

انتشار أوسع

مع التطورات المتسارعة في مجال الذكاء الاصطناعي، يتوقع الخبراء أن يسهم دمج هذه التقنية مع الأقمار المكعبة في تحسين سرعة الاستجابة وتحليل البيانات، مما سيزيد من كفاءة هذه الأقمار بشكل غير مسبوق. كما أن هناك طموحًا متزايدًا لتعزيز التعاون الدولي في هذا المجال، خصوصًا في المهمات الفضائية التي تستهدف استكشاف الأجرام السماوية البعيدة أو التنبؤ بالكوارث الطبيعية التي قد تؤثر على الأرض.

وفي المجمل، تمثل الأقمار الصناعية المكعبة نقلة نوعية في استكشاف الفضاء، حيث ساهمت في إتاحة فرص جديدة للطلبة والباحثين لتطوير تقنيات فضائية بتكلفة أقل، مما كسر المفهوم التقليدي للأقمار الصناعية وسرّع من وتيرة التطور في هذا المجال. كما أنها أوجدت فرصًا اقتصادية، لا سيما للشركات الناشئة والمتوسطة، مما عزز من حضور الدول في هذا القطاع الواعد.

ومع استمرار الجهود في معالجة التحديات التقنية والبيئية، فإن هذه التكنولوجيا ستظل عنصرًا رئيسيًّا في مستقبل استكشاف الفضاء، حيث تحمل في طياتها فرصًا واعدة وتحديات كبيرة قد تعيد تشكيل معالم استكشاف الكون في العقود القادمة.

د. إسحاق بن يحيى الشعيلي رئيس مجلس إدارة الجمعية الفلكية العمانية

المصدر: لجريدة عمان