ابتكار شراع شمسي يصل للمريخ في 26 يوما فقط
تاريخ النشر: 28th, September 2023 GMT
توصل فريق بحثي بقيادة علماء من جامعة دريسدن التقنية في ألمانيا إلى نتائج مفادها أنه يمكن استخدام الأشرعة الشمسية للسفر إلى المريخ والفضاء بين النجوم، مما قد يقلل بشكل كبير من الوقت والوقود اللازمين لمثل تلك المهام.
وللتوصل لتلك النتائج -التي قبلت للنشر في دورية "أكتا أسترونوتيكا"- فقد أجرى الباحثون عمليات محاكاة لتبيان السرعة التي يمكن أن يجري بها شراع شمسي مصنوع من الإيروغرافيت مع حمولة تصل إلى كيلوغرام واحد.
ووجد الباحثون أن شراعا بهذا الشكل يمكن أن ينقل الحمولة لكواكب مثل المريخ في حوالي 26 يوما فقط (حاليا تتراوح مدة السفر إلى المريخ بين 7 إلى 9 أشهر)، وهو ما يوفر الكثير جدا من الطاقة والوقت، خاصة مع توجه بعض الدول مستقبلا السفر إلى المريخ، وربما بناء محطات عليه في المستقبل البعيد.
تعد الأشرعة الشمسية مركبات فضائية ذات شراع عاكس كبير بعرض يصل إلى عشرات الأمتار، يمكن أن تسافر في الفضاء دون وقود، اعتمادا فقط على دفع فوتونات الضوء.
يتكون الضوء من جسيمات تسمى الفوتونات، أثناء انتقالها عبر الفضاء يكون لهذه الفوتونات زخم يمكنه دفع شراع شمسي له سطح لامع يشبه المرآة، حيث ترتد الفوتونات عن الشراع مما يعطيه دفعة صغيرة، ومع استمرار ضرب الشراع بالفوتونات فإنه يصبح أسرع مع الزمن.
يشبه الأمر بالضبط فكرة المركب الشراعي، حيث تضرب جسيمات الهواء الأشرعة القماشية فتدفع بالقارب للأمام. وفي حالة الأشرعة الشمسية يستخدم العلماء أشعة ليزر دقيقة تطلق من الأرض أو قمر صناعي مثلا لتوجه الشراع أينما يريد العلماء، أو يمكن لهذه الأشرعة الاعتماد على ضوء الشمس.
وتمتلك هذه التقنية ميزة كبيرة، حيث يمكن لضوء الشمس أن يدفع الشراع بشكل مستمر، مما يؤدي إلى تسريع المركبة الفضائية طوال رحلتها وهذا يعني أن المركبات الفضائية التي تعمل بهذه الطريقة يمكن أن تصل إلى سرعات يكاد يكون من المستحيل على الصواريخ تحقيقها.
السفر للكواكببحسب الدراسة، فإنه يمكن استخدام شراع يعتمد على طاقة الشمس، يُدفع إلى الفضاء بصاروخ عادي، ثم يُطلق إلى المريخ حينما يكون الكوكب الأحمر في الجهة المقابلة للشمس بالنسبة للمركبة، ويقترح الباحثون أن الأمر نفسه يجري على كل الكواكب، حيث يمكن لهذا الشراع توصيل حمولات صغيرة في جميع أنحاء النظام الشمسي.
وبشكل خاص اهتم الباحثون باستخدام مادة الإيروغرافيت ذات الكثافة المنخفضة، ويقلل ذلك من وزن الشراع نفسه ويسهّل حركته بفضل أشعة ضوء الشمس.
وهذه ليست المرة الأولى التي يقترح فيها العلماء السفر للفضاء من خلال هذا النوع من الأشرعة، فقد اقترح فريق من علماء ناسا، في تقرير صدر سنة 2015 طريقة شبيهة يمكن خلالها للأشرعة الشمسية أن تصل إلى المريخ في 3 أيام فقط، لكن مع حمولات ضئيلة جدا.
وكانت المهمة "إيكاروس" -التي تم إطلاقها في عام 2010 من قبل وكالة الفضاء اليابانية- أول مركبة شراعية عملية تعمل بطاقة الدفع الشمسي، وفي 2015 رصد العلماء أنها لا تزال تعمل دون أي أعطال، ما يؤشر إلى إمكانية استخدامها للسفر طويل الأمد بين الكواكب.
وبشكل خاص، يُعتقد أن هذه التقنية ستكون فعالة بالنسبة للرحلات داخل النظام الشمسي الداخلي، حيث يمكنها تسليم الحمولات والعودة إلى الأرض للقيام برحلات لاحقة، والعمل كمكوك بين الكواكب بشكل روتيني.
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: إلى المریخ یمکن أن
إقرأ أيضاً:
ثورة فضائية.. حراس آليون على متن محطة الصين!
شمسان بوست / متابعات:
كشفت الصين عن مبادرة غير مسبوقة تهدف إلى حماية محطتها الفضائية «تيانغونغ» Tiangong، في خطوة استراتيجية تمثل نقلة نوعية في عسكرة الفضاء. وتقوم هذه المبادرة المبتكرة على نشر حراس آليين، مزوّدين بمحركات دفع ومسلحين بالذكاء الاصطناعي، مهمتهم اعتراض الأجسام المشبوهة وإعادة توجيهها برفق بعيداً عن المحطة.
أسلوب رفيق لدرء الاختراقات
وبخلاف الأساليب التقليدية للدفاع الفضائي، مثل الأسلحة الموجهة أو القذائف، التي قد تُخلّف وراءها حطاماً مدارياً كارثياً، تطرح الصين أسلوباً فريداً يشبه «جيو- جيتسو» jiu-jitsu (المصارعة اليابانية برفق) في الفضاء، وهو نهج لطيف وفعّال لحماية أصولها حول مدار الأرض.
وجاء الإعلان على لسان سون تشيبين، العالِم في المركز الوطني الصيني لعلوم الفضاء، وذلك خلال محاضرة ألقاها في جامعة نانجينغ للعلوم والتكنولوجيا. وتزامن الإعلان مع تصاعد القلق العالمي حول الأمن المداري، خاصةً في ظل تقارير وزارة الدفاع الأميركية التي تشير إلى تنفيذ بكين عمليات قتالية عبر الأقمار الاصطناعية، في المدار الأرضي المنخفض.
وينبئ هذا الإعلان عن تحول جوهري في سياسة الصين الفضائية، من الاستكشاف السلمي إلى التحكم النشط في «المجال المداري».
ورغم تأكيد بكين أن هذه الإجراءات جاءت رداً على استفزازات حديثة – منها حادثة تتعلق بأحد أقمار «ستارلينك» – فإن السياق الأوسع يكشف عن سباق محموم لفرض الهيمنة في الفضاء. وقد أجرت محطة تيانغونغ مناورات لتفادي الاصطدام بأحد أقمار «ستارلينك»؛ ما دفع الصين إلى تقديم احتجاج رسمي لدى الأمم المتحدة.
ومع ذلك، لا يمكن فصل هذه الأحداث عن التوجه العالمي المتزايد نحو عسكرة الفضاء، الذي يشارك فيه كذلك كل من الولايات المتحدة وروسيا.
فلسفة عقلانية ومدروسة
يعكس قرار الصين نشر حراس آليين فلسفة عقلانية ومدروسة، فعلى الأرض، يؤدي تدمير جسم طائر إلى سقوطه بفعل الجاذبية؛ ما يعني انتهاء التهديد. أما في الفضاء، فإن تدمير الأجسام قد يؤدي إلى انتشار شظايا بسرعات عالية، تُحوّل المدار حقلَ ألغامٍ دائم الخطر – ما يُعرف بـ«تأثير كيسلر».
وبالتالي، فإن نهج الصين القائم على «إعادة التوجيه اللطيف»، يُعد خياراً ذكياً للحد من مخاطر الحطام المداري وتحقيق الاستدامة في الفضاء.
• تأثير كيسلر The Kessler Effect: تهديد دائم في الفضاء. «تأثير كيسلر»، الذي صاغه العالمان في وكالة «ناسا»، دونالد جي. كيسلر وبورتون جي. كور- بالاي عام 1978، يصف سيناريو كارثياً تتسبب فيه شظايا ناتجة من تصادم فضائي، في سلسلة من التصادمات المتتالية؛ ما يؤدي إلى تكوّن سرب غير قابل للسيطرة من الحطام الفضائي.
وتتحرك هذه الشظايا بسرعات تفوق سرعة الرصاصة المنطلقة من بندقية بعشر مرات، وتحمل طاقة الحركة المكتسبة من الجسم الأم؛ ما يجعل منها خطراً بالغاً على الأجسام المدارية الأخرى.
ومع مرور الوقت، يمكن أن تتسبب هذه السلسلة التفاعلية في تحويل المدار الأرضي المنخفض، منطقةً خطرة وغير صالحة للاستخدام لعقود أو حتى قرون؛ ما يهدد مستقبل الاستكشاف الفضائي، وتشغيل الأقمار الاصطناعية، وشبكات الاتصالات العالمية.
• الحل الصيني: الحراس الآليون. على عكس الإجراءات التدميرية، تقدم بكين حلاً غير هجومي عبر الحراس الآليين، الذين يمثلون بديلاً عملياً وذكياً. وبفضل تزويدهم بمحركات دفع وأنظمة ذكاء اصطناعي متقدمة، جرى تصميم هؤلاء الحراس الآليين لاعتراض الأجسام المشبوهة، والاقتراب منها، ثم إعادة توجيهها بلطف بعيداً عن محطة «تيانغونغ» الفضائية.
ويقلل هذا النهج من احتمالية توليد حطام جديد، ويتماشى مع الهدف الأوسع المتمثل في الحفاظ على استدامة العمليات في الفضاء. ويجسد هذا المفهوم فلسفة «الغصن الذي ينحني مع الريح» ـ أي المرونة والفاعلية، بدلاً من الاعتماد على القوة الغاشمة.
أمن الفضاء
• التداعيات على أمن الفضاء. يمثل نشر الحراس الآليين نقطة تحوّل حاسمة في الطريقة التي تتعامل بها الدول مع أمن الفضاء. عبر اتخاذ تدابير استباقية، وتقر بكين سابقة جديدة في مجال حماية الأصول المدارية، في إطار بيئة أصبحت أشد تنافساً.
وتبرز هذه الخطوة كذلك تصاعد حدة التنافس بين القوى الفضائية؛ ما يثير تساؤلات حول مستقبل إدارة الفضاء وحوكمة المدار وسيطرة الدول على مجاله.
• عسكرة الفضاء. لا تقتصر محاولات عسكرة الفضاء على الصين؛ فالولايات المتحدة وروسيا بدورهما اتخذتا خطوات لتأكيد هيمنتهما على هذا الصعيد الحيوي. وتسلط التطورات الأخيرة، مثل عمليات الاشتباك بين الأقمار الاصطناعية، وتقدم تقنيات الأسلحة المضادة للأقمار، الضوء على وجود اتجاه متسارع نحو تعزيز النفوذ الاستراتيجي في الفضاء.
وفي ظل هذا التنافس المتصاعد، تزداد الحاجة إلى آليات حوكمة فعّالة لضمان إدارة عادلة وآمنة لهذا الفضاء المشترك.
• تحديات واعتبارات أخلاقية. رغم أن الحراس الآليين الصينيين يُمثلون طفرة تكنولوجية، فإن نشرهم يثير مجموعة من التساؤلات الأخلاقية والعملية: كيف سيميّزون بين الأجسام غير الضارة، وتلك التي تُشكل تهديداً؟ ما البروتوكولات التي ستنظم تعاملهم مع الأصول التابعة لدول أخرى؟ كيف سيؤثر وجودهم على علاقات التعاون الفضائي بين الدول؟ وتستلزم الإجابة عن هذه الأسئلة فهماً دقيقاً للتكنولوجيا والدبلوماسية في آن واحد.
• آفاق المستقبل. في ظل احتدام التنافس في الفضاء، قد تُمهّد ابتكارات مثل الحراس الآليين الصينيين الطريق أمام أطر جديدة لأمن مدار الأرض. ويجب أن توازن هذه الأطر بين متطلبات الدفاع الوطني والأهداف الأوسع المرتبطة بالاستدامة والتعايش السلمي.
ومن الممكن أن تسهم المبادرات التعاونية، مثل جهود الحد من الحطام الفضائي وتدابير الشفافية، على نحو محوري في صياغة مستقبل استكشاف الفضاء.
وأخيراً، يشكل تطوير بكين حراساً آليين لحماية محطة «تيانغونغ» الفضائية، إنجازاً مهماً على صعيد تطور الدفاع الفضائي. ومن خلال اعتماد نهج غير تدميري، تتيح هذه الأنظمة المدعومة بالذكاء الاصطناعي، حلاً مستداماً لمواجهة تحديات الحطام المداري و«تأثير كيسلر».
ومع ذلك، فإن هذا التطور يعكس كذلك اشتداد التنافس بين الدول المعنية بالفضاء، ويؤكد على الحاجة الملحة إلى الحوكمة الفعالة والتعاون الدولي.ومع توسع البشرية في استكشاف الحدود الفضائية، فإن مثل هذه الابتكارات ستحدد شكل الأمن الفضائي، في توازن دقيق بين التقدم التكنولوجي والاعتبارات الأخلاقية.
* مجلة «فاست كومباني»
– خدمات «تريبيون ميديا»
خبراء روس يقترحون طريقة لتقدير عمر الرفات في علم الآثار والطب الشرعي