خطة يابانية طموحة لبث الطاقة الشمسية من الفضاء

خطة يابانية طموحة لبث الطاقة الشمسية من الفضاء
TT

خطة يابانية طموحة لبث الطاقة الشمسية من الفضاء

خطة يابانية طموحة لبث الطاقة الشمسية من الفضاء

في مسعى رائد يهدف إلى إحداث ثورة في نقل الطاقة، تستعد اليابان لتسخير الطاقة الشمسية من الفضاء وإرسالها إلى الأرض في وقت مبكر من العام المقبل.

وعلى خطى المهندسين الأميركيين الذين حققوا إنجازاً مماثلاً قبل عامين، يشير هذا التقدم إلى خطوة كبيرة نحو إنشاء محطة طاقة شمسية محتملة في الفضاء، ما يوفر حلاً واعداً في المعركة العالمية ضد التغيرات المناخية. وكان كويتشي إيجيتشي، المستشار في معهد الأبحاث الياباني Japan Space Systems كشف في كلمته في المؤتمر الدولي للطاقة من الفضاء في لندن المنعقد بين 17 و19 أبريل (نيسان) الحالي خريطة طريق اليابان الطموحة نحو نظم مدارية لمحطة طاقة شمسية مصغرة في الفضاء.

ويهدف هذا النظام المبتكر إلى نقل الطاقة لا سلكياً من أقمار اصطناعية في المدار الأرضي المنخفض مباشرة إلى سطح الأرض. وأوضح إيجيتشي: «سيكون القمر الاصطناعي صغيراً نسبياً، بوزن 180 كيلوغراماً تقريباً، لكنه قادر على نقل ما يقرب من كيلوواط واحد من الطاقة من ارتفاع 400 كيلومتر».

وفي حين أن هذا الناتج يعادل الطاقة اللازمة لتشغيل جهاز منزلي مثل غسالة الصحون الصغيرة لمدة ساعة تقريباً، فإن هذا النظام يظل بعيداً عن النطاق المطلوب لتحقيق الجدوى التجارية.

ونقل موقع «إمباكت لاب» عن الباحث الياباني أن المحطة الفضائية المقترحة ستعتمد على لوحة كهروضوئية مدمجة تبلغ مساحتها 2 متر مربع لشحن بطاريتها بالطاقة الشمسية. وبعد ذلك، سيجري تحويل هذه الطاقة المتراكمة إلى موجات ميكروويف وتوجيهها نحو هوائي استقبال محدد متمركز على الأرض.

نظراً للسرعة الكبيرة للنظام الفضائي التي تبلغ نحو 28000 كيلومتر/ ساعة، يجب أن يجري وضع عناصر الهوائي في موقع استراتيجي على امتداد مسافة 40 كيلومتراً تقريباً، لتسهيل نقل الطاقة بكفاءة.

وأوضح إيجيتشي: «على الرغم من أن عملية النقل نفسها ستكون سريعة، وتستغرق بضع دقائق فقط، فإن إعادة شحن البطارية الشمسية بعد نفادها ستستغرق أياماً عدة». وعلى الرغم من هذا التحدي اللوجيستي، فإن مساعي اليابان تمثل قفزة رائدة إلى الأمام في السعي إلى إيجاد حلول للطاقة المستدامة، ما يوفر الأمل لمستقبل أكثر اخضراراً وأكثر وعياً بالبيئة.



تطوير أول مركبة مشاة قتالية أميركية مصممة رقمياً بالكامل

مركبة المشاة القتالية «إم 2 برادلي» الحالية ستحل محلها دبابات «إكس إم-30» عند إنتاجها قريباً
مركبة المشاة القتالية «إم 2 برادلي» الحالية ستحل محلها دبابات «إكس إم-30» عند إنتاجها قريباً
TT

تطوير أول مركبة مشاة قتالية أميركية مصممة رقمياً بالكامل

مركبة المشاة القتالية «إم 2 برادلي» الحالية ستحل محلها دبابات «إكس إم-30» عند إنتاجها قريباً
مركبة المشاة القتالية «إم 2 برادلي» الحالية ستحل محلها دبابات «إكس إم-30» عند إنتاجها قريباً

يراهن الجيش الأميركي على الهندسة الرقمية لتوفير الوقت والمال في عمليات تطويره لمركبات مشاة قتالية جديدة.

مركبات قتال حديثة

وقال اللواء غلين دين، المسؤول التنفيذي لبرنامج أنظمة القتال الأرضي، في مقابلة مع لورين سي ويليامز(*) من «ديفينس وان»، متحدثاً عن أحدث مركبة قتالية: «يتم بناء مركبة (إكس إم-30) XM-30 من خلال معيار مفتوح معياري يسمح لنا، من الناحية النظرية، باستبدال المكونات بشكل أسرع، مما يتيح لنا التحديث بشكل أسرع».

وأضاف دين أن الجيش ينشر تقليدياً مركبة قتالية محدثة «كل 10 سنوات تقريباً... وبعض ذلك يرتبط بالجداول الزمنية الصناعية لما يتطلبه الأمر لإنشاء سلسلة التوريد في المصنع وبناء المركبة، ولكن البعض الآخر يرجع إلى أن الطريقة التي صممنا بها البرامج في الماضي ليست مرنة بنفس القدر».

هندسة رقمية للتصاميم

من خلال الاعتماد على الهندسة الرقمية - وهي ممارسة تبناها الجيش على نطاق أوسع - يمكن للجيش اكتشاف أوجه القصور في تصميمات المركبات في وقت أقرب.

وتعد «إكس إم-30» أحدث جهود الخدمة لاستبدال مركبة القتال المشاة «إم 2 برادلي» M2 Bradley. وقد اختار الجيش عام 2023 اثنتين من الشركات المتخصصة لإنتاج نماذج أولية لـ«إكس إم-30»، بعقود بلغت قيمتها نحو 1.6 مليار دولار.

فيديو يشرح مفاهيم التصميم الرقمي لدبابة «إكس إم-30»

أول مركبة قتالية برية رقمية

وقال دين إن برنامج «إكس إم-30»، الذي كان يسمى سابقاً مركبة القتال المأهولة اختيارياً Optionally Manned Fighting Vehicle، خصص لأول مركبة قتالية برية للجيش مصممة رقمياً بالكامل. وباستخدام بنية النظام المفتوح المعياري، يمكن تجميع أنظمة مختلفة من شركات مختلفة - والعمل بسلاسة - على المنصة نفسها.

وأضاف دين: «نحن في الواقع نبني القدرة البديلة. لذا فهي ليست (إكس إم-30) النهائية، لكنها بديل لها سيسمح لنا باختبار ذلك. وسوف تسمح منصة العرض التوضيحي هذه لكل مقاول بتثبيت أنظمته وتغييرها لمعرفة مدى سرعة إنجاز ذلك».

ويتم تنفيذ جميع أعمال التصميم الخاصة به بشكل أساسي في السحابة، ومرتبطاً بالتقييم القائم على النموذج، كما قال دين: «لدينا نظرة ثاقبة غير مسبوقة في مستوى التصميم ومستوى التفاصيل ومستوى التفاعل بين المكونات والتصميم، بدءاً من التصميم الأولي وحتى كيفية التحقق من صحة واختبار ما إذا كانت جميع معايير الأداء التي نحددها سنحققها بالفعل».

ولكن قبل أن يتمكن المقاولون من بناء نماذج أولية مادية من «إكس إم-30» للاختبار، يحتاج الجيش إلى الانتهاء من تصميم المركبة من خلال مراجعة تصميمية حاسمة في السنة المالية 2025.

مراجعة التصميم

«هذه هي المرة الأولى التي نمر فيها بنظام كامل من خلال هذا المستوى من التصميم في مساحة رقمية بحتة»، كما قال دين. وتابع: «قبل أن نقوم بمراجعة التصميم هذه، كان الجميع يدخلون الغرفة لمدة أسبوع، ونقوم بمراجعة عرض تقديمي مكون من 500 شريحة (باور بوينت) حول كل نظام على المنصة... هناك الكثير من الثغرات في معرفتنا والتي يمكننا الآن رؤيتها فعلياً في الوقت الفعلي. ولهذا نعتقد أننا نصل إلى المنتج النهائي، وهو منتج نهائي أفضل في وقت أقرب مما كنا عليه من قبل».

وقال دين: «نحن نبني أدوات جديدة. نحن نبني علاقات جديدة. و(إكس إم-30) فريدة من نوعها من حيث أنها من بعض النواحي، إذ إن برنامجها يتشارك مع جهات أخرى - فهو يستخدم أدوات تطوير برامج القوات الجوية في سحابة القوات الفضائية، إضافة إلى استخدام مجموعة من أفضل الممارسات التي تبنيناها من بعض برامج التطوير التابعة للبحرية»

وأضاف: «نحن ندرب الناس الآن على العمل في بيئة رقمية، وأعتقد أن هذا سيعود علينا بالنفع لأجيال مقبلة».

* مجلة «ديفينس وان»، خدمات «تريبيون ميديا».