أول قمر اصطناعي في العالم بنظام ذكاء اصطناعي «ممتد»

أطلقته جامعة هونغ كونغ الصينية لرصد بيئة الأرض

أول قمر اصطناعي في العالم بنظام ذكاء اصطناعي «ممتد»
TT

أول قمر اصطناعي في العالم بنظام ذكاء اصطناعي «ممتد»

أول قمر اصطناعي في العالم بنظام ذكاء اصطناعي «ممتد»

في أواخر سبتمبر (أيلول) الماضي، أطلقت جامعة هونغ كونغ الصينية قمراً اصطناعياً لرصد الأرض مزوداً بنظم ذكاء اصطناعي ممتد على نطاق واسع، يُدعى «قمر هونغ كونغ للابتكار العلمي والتكنولوجي للشباب (香港青年科創號) «Hong Kong Youth Science and Technology Innovation Satellite» ، كما كتب ساني تشيونغ(*)، بدعم من شركة «إيه دي إيه سبَيْس» ADA Space، المرتبطة بالحكومة المركزية الصينية واستراتيجيتها للاندماج العسكري المدني.

قمر اصطناعي متطور

يظهر هذا القمر الاصطناعي المتطور - الذي وصفته جامعة هونغ كونغ بأنه «أول قمر اصطناعي علمي بنموذج الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع في العالم» - الدور المتزايد لطموحات الصين الفضائية ويسلّط الضوء على الأهمية الاستراتيجية لهونغ كونغ في التطوير التكنولوجي.

مراقبة بيئية وربما عسكرية

ويُزعم أن القمر الاصطناعي يركز على مراقبة البيانات البيئية والجغرافية، خصوصاً في هونغ كونغ ومنطقة خليج هونغ كونغ الكبرى. ومع ذلك، تشير قدرات الذكاء الاصطناعي المتقدمة أيضاً إلى إمكاناتها للتطبيقات ذات الاستخدام المزدوج، حيث إنها توفر أدوات للاستطلاع العسكري، بالإضافة إلى تلبية الاحتياجات المدنية.

يمثل هذا الإطلاق خطوة حاسمة في استراتيجية الصين الأوسع لدمج الذكاء الاصطناعي مع تكنولوجيا الفضاء. وبينما يراقب العالم نفوذ الصين المتزايد في الفضاء، فإن تطوير مثل هذه الأقمار الاصطناعية ونشرها يستلزمان المراقبة الدقيقة لفهم نطاقها الكامل من القدرات والنوايا.

علامة فارقة في تطوير الفضاء

ما الذي يجعل هذا القمر الاصطناعي فريداً؟ يمثل قمر هونغ كونغ للشباب للابتكار العلمي والتكنولوجي تعاوناً مهماً بين الأوساط الأكاديمية والصناعة الصينية. إذ إنه أول قمر اصطناعي يتم تصميمه وتطويره ونشره مباشرة من قِبل جامعة هونغ كونغ؛ مما يُظهر خبرة الجامعة في تقنيات الفضاء المتقدمة.

يعتمد المشروع على قدرات وبنية تحتية لمعهد علوم الفضاء والأرض التابع للجامعة الذي تأسس في عام 2005. ويعمل هذا المعهد بصفته قاعدة هونغ كونغ لمركز الاستشعار عن بعد الوطني الصيني، والذي نشأ عن المختبر المشترك لعلوم المعلومات الجغرافية، وهو في حد ذاته تعاون بين الأكاديمية الصينية للعلوم وجامعة هونغ كونغ.

تصميم متميز

* الأول من نوعه. يعدّ قمر هونغ كونغ للابتكار العلمي والتكنولوجي للشباب أول قمر اصطناعي علمي في العالم يعتمد على قدرات الذكاء الاصطناعي واسعة النطاق، ويتميز بالكثير من التطورات التكنولوجية التي تعِد بإحداث ثورة في مراقبة الأرض.

* كاميرا استشعار دقيقة. تتمثل إحدى ميزاته الرئيسية في كاميرا الاستشعار عن بعد البصرية عالية الدقة التي تبلغ مساحتها أقل من متر؛ ما يتيح للقمر الاصطناعي التقاط صور عالية الدقة في نطاق متر واحد من الدقة. تضمن هذه القدرة المراقبة التفصيلية للأرض والميزات البيئية، وهو أمر بالغ الأهمية لمراقبة المناطق الحضرية والنظم البيئية والموارد الطبيعية.

* معالجة البيانات فوراً بشكل مستقل. بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز القمر الاصطناعي لمعالجة البيانات الذكية في المدار. على عكس النماذج التقليدية التي تعتمد على التحليل الأرضي، يشتمل هذا القمر الاصطناعي على نماذج ذكاء اصطناعي واسعة النطاق ويمكنه معالجة البيانات في الوقت الفعلي؛ مما يتيح الحصول على رؤى أسرع وأكثر دقة. وهذا مفيد بشكل خاص أثناء الكوارث الطبيعية أو التغيرات البيئية المفاجئة، حيث يمكن للمعلومات في الوقت المناسب أن تساعد بشكل كبير في جهود الاستجابة.

يمثل نشر نماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة مباشرة على القمر الاصطناعي قفزة تكنولوجية؛ ما يسمح له بتفسير البيانات بشكل مستقل، واكتشاف الأنماط، وتوليد الرؤى دون نقل البيانات الخام إلى الأرض.

قمر اصطناعي يتجاوز النموذج التقليدي

من خلال تضمين الذكاء الاصطناعي، سيتجاوز القمر الاصطناعي وظيفة القمر الاصطناعي الفردي التقليدية ويصبح جزءاً من نظام بيئي أكبر. تقود «إيه دي إيه سبَيْس» تطوير شبكة مكونة من 180 قمراً اصطناعياً لتعزيز قدرات الاتصالات عبر الأقمار الاصطناعية العالمية ومعالجة البيانات.

وسيعزز هذا المشروع، قدرة الشركة على تقديم خدمات «الذكاء الاصطناعي الفضائي» المتقدمة، ووضع مدينة هونغ كونغ مركزاً عالمياً لاتصالات الأقمار الاصطناعية.

شبكة اتصالات إنترنت الأشياء

ومن خلال بناء شبكة سلسة للاتصال بإنترنت الأشياء عبر الأقمار الاصطناعية، تهدف الشركة إلى تقديم خدمات نقل بيانات فعالة وموثوقة وتحليل البيانات الضخمة، مع تطبيقات تتراوح بين إنترنت الأشياء الاصطناعي وإدارة الطوارئ.

إن نشر هذا القمر الاصطناعي لمراقبة الأرض باستخدام نموذج الذكاء الاصطناعي واسع النطاق يفتح مجموعة واسعة من الاحتمالات عبر مختلف القطاعات؛ ما يعزز الإنتاجية ويمكّن من إيجاد حلول مبتكرة. إن قدرات معالجة البايانات في الوقت الفعلي تشكل عامل تغيير كبيراً في الاستجابة للكوارث، حيث توفر معلومات فورية أثناء الأحداث مثل الفيضانات والأعاصير وحرائق الغابات؛ ما يسمح بتعبئة الموارد بشكل أسرع.

بالنسبة إلى مخططي المدن، فإن الوصول إلى البيانات عالية الدقة في الوقت الفعلي من شأنه أن يسهل التخطيط الأفضل للبنية التحتية وإدارة المرور والمراقبة البيئية؛ مما يدعم تطوير المدن الذكية. بالإضافة إلى ذلك، ستفيد بيانات القمر الاصطناعي النمو الاقتصادي في جميع أنحاء العالم.

شركة في طليعة الذكاء الاصطناعي

إن نجاح مشروع القمر الاصطناعي الرائد هذا هو شهادة على خبرة شركة 國星宇航 (Guoxing Yuhang)، المعروفة دولياً باسم «إيه دي إيه سبَيْس» ADA Space التي تأسست عام 2018. ومنذ إنشائها، كانت الشركة في طليعة الذكاء الاصطناعي الفضائي. وقد أكسبتها إنجازاتها الاعتراف بها بصفتها مؤسسةً «عملاقة صغيرة» على المستوى الوطني، حيث اشتهرت بتخصصها وإبداعها ودورها في تطوير قطاع تكنولوجيا الفضاء في الصين.

وكانت مشاركة الشركة في تطوير مركبة استكشاف القمر الصينية أكدت بشكل أكبر براعتها التقنية. وفي عام 2023، دخلت الشركة في شراكة مع المركز الوطني لبحوث تطوير أمن المعلومات الصناعية لإنشاء مختبر استشعار إنترنت الأشياء في الفضاء؛ ما يعزز سلامة وموثوقية شبكات الأقمار الاصطناعية.

وشاركت مع مركز أبحاث تكنولوجيا صناعة الأقمار الاصطناعية التابع لجامعة العلوم والتكنولوجيا الإلكترونية في الصين لتصميم عدد من الأقمار الاصطناعية المتطورة مثل قمر TFSTAR الذي أصبح أول قمر اصطناعي تجاري في العالم بهندسة «ثنائية النواة»، ويضم منصة ذكاء اصطناعي من الجيل الثاني. وقد تردد أنه يتمتع بقوة معالجة صور لا مثيل لها، تتجاوز قوة الأقمار الاصطناعية المماثلة بأكثر من 1000 مرة؛ ما يسلط الضوء على براعة الشركة في دمج أنظمة الذكاء الاصطناعي القوية في تكنولوجيا الفضاء المدمجة.

مشاركة في معرض دفاعي بالسعودية

وحديثاً في عام 2024، قدمت ADA Space ابتكاراتها في معرض دفاعي كبير بالمملكة العربية السعودية لعرض قمرها الاصطناعي للذكاء الاصطناعي إلى جانب تقنية التوأم الرقمي ثلاثي الأبعاد المتقدمة للأقمار الاصطناعية. كما عرضت أول قمر اصطناعي في العالم بتقنية «بلوكتشين» مرئي في المدار «نيو سبيس 16» في المعرض.

الاستخدام المزدوج: التطبيقات المدنية والعسكرية

يسلط دمج الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا الأقمار الاصطناعية الضوء أيضاً على إمكانات الاستخدام المزدوج لمثل هذه الأنظمة. في حين تم بناء قمر هونغ كونغ للعلوم والتكنولوجيا والابتكار للشباب لتطبيقات مدنية وعلمية، فإن قدراته يمكن أن تمتد بسهولة إلى الاستخدامات المتعلقة بالدفاع. تاريخياً، استخدمت الصين تقنيات الأقمار الاصطناعية التجارية لأغراض مزدوجة، وعدَّلتها للمراقبة العسكرية والاستطلاع والتخطيط الاستراتيجي.

في عام 2022، طور الباحثون العسكريون الصينيون نظام ذكاء اصطناعي يحوّل الأقمار الاصطناعية التجارية منخفضة التكلفة منصات مراقبة قوية، قادرة على تتبع الأشياء الصغيرة مثل السيارة بدقة ملحوظة. وحققت هذه التكنولوجيا المعززة بالذكاء الاصطناعي معدل دقة بنسبة 95 في المائة في تحديد الأهداف المتحركة، متجاوزة الأنظمة السابقة بكثير.

تُظهر مثل هذه التطورات إمكانات الأقمار الاصطناعية المتكاملة مع الذكاء الاصطناعي لدعم العمليات الاستخباراتية والعسكرية، حتى لو تم إنشاؤها في البداية لأغراض بيئية وتجارية.

ويجسّد قمر الذكاء الاصطناعي الجديد التابع لجامعة هونغ كونغ اعتبارات الاستخدام المزدوج المماثلة، حيث يسمح تصميمه المرن بمجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك الأمن والدفاع.

* «ذا دبلومات» - خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

الهيئة العامة للعقار تطلق «مركز بروبتك السعودية» لتعزيز التحول الرقمي

الاقتصاد جانب من «القمة العالمية للبروبتك» في الرياض (الهيئة العامة للعقار)

الهيئة العامة للعقار تطلق «مركز بروبتك السعودية» لتعزيز التحول الرقمي

يُتوقع أن يكون «مركز بروبتك السعودية» الذي أطلقته الهيئة العامة للعقار، قناة أساسية للابتكار في التقنيات العقارية ومحركاً رئيسياً يدفع عجلة الابتكار.

زينب علي (الرياض)
الاقتصاد وزير الاقتصاد والتخطيط السعودي فيصل الإبراهيم يتحدث خلال مشاركته على هامش أعمال الاجتماعات السنوية لصندوق النقد والبنك الدوليين بواشنطن (وزارة الاقتصاد)

وزير الاقتصاد السعودي: «رؤية 2030» تقود تحولاً جذرياً يعيد تعريف منهجيات الصحة والتعليم

قال وزير الاقتصاد والتخطيط السعودي فيصل الإبراهيم إن «رؤية 2030» تقود تحولاً جذرياً يعيد تعريف المنهجيات المتعلقة بالصحة والتعليم والحماية الاجتماعية.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
خاص شارك في القمة مئات الخبراء والباحثين في مجال الأمن السيبراني من حول العالم (الشرق الأوسط)

خاص قمة «محللي الأمن» في إندونيسيا تناقش أخطر التهديدات السيبرانية في الشرق الأوسط

هجمات تعتمد على الذكاء الاصطناعي لإنشاء مواقع وهمية لزيادة المصداقية وأخرى تستغل ثغرات في رقائق الأجهزة الإلكترونية.

نسيم رمضان (بالي (إندونيسيا))
تكنولوجيا السيدة اتهمت روبوت دردشة يعمل بالذكاء الاصطناعي بدفع ابنها إلى الانتحار (رويترز)

سيدة تتهم روبوت دردشة بدفع ابنها إلى الانتحار

اتهمت سيدة أميركية روبوت دردشة يعمل بالذكاء الاصطناعي بدفع ابنها إلى الانتحار بعد أن أصبح «مهووساً به».

«الشرق الأوسط» (نيويورك)

صواريخ الدفع الحراري النووي لاستكشاف المريخ

رسم تصويري لصواريخ الدفع الحراري النووي
رسم تصويري لصواريخ الدفع الحراري النووي
TT

صواريخ الدفع الحراري النووي لاستكشاف المريخ

رسم تصويري لصواريخ الدفع الحراري النووي
رسم تصويري لصواريخ الدفع الحراري النووي

تطوّر وكالة «ناسا» الفضائية الأميركية تقنية بديلة للصواريخ ذات الدفع الكيميائي التي تستغرق وقتاً طويلاً للوصول إلى الكواكب الأخرى.

دفع حراري نووي

تُسمى هذه التقنية «الدفع الحراري النووي»، الذي يستخدم الانشطار النووي ويمكنه في يوم ما تزويد صاروخ بالطاقة من شأنه أن يقطع الرحلة في نصف الوقت الحالي فقط.

يشتمل الانشطار النووي على إنتاج كمية هائلة من الطاقة المنبعثة عند انقسام ذرة بواسطة نيوترون. يُعرف هذا التفاعل باسم التفاعل الانشطاري. وتقنية الانشطار معروفة في توليد الطاقة، وتسيير الغواصات النووية، وقد يؤدي تطبيقها في دفع أو تشغيل صاروخ إلى تزويد «ناسا» يوماً ما ببديل أسرع وأقوى للصواريخ التي تعمل بالطاقة الكيميائية.

وتُطور «ناسا» سوياً مع وكالة مشروعات أبحاث الدفاع المتقدمة تقنية الدفع الحراري النووي. وتُخطط الهيئتان لنشر وإثبات قدرات نظام نموذجي في الفضاء في عام 2027؛ ما يجعله من المحتمل أن يكون أحد أول النماذج التي يتم بناؤها وتشغيلها من قِبل الولايات المتحدة.

يمكن للدفع الحراري النووي يوماً ما تشغيل منصات فضائية قابلة للمناورة من شأنها حماية الأقمار الاصطناعية الأميركية في مدار الأرض وخارجها. لكن التكنولوجيا لا تزال قيد التطوير.

أنا أستاذ مشارك في الهندسة النووية في معهد جورجيا للتكنولوجيا، ومجموعة البحث خاصتي تبني نماذج ومحاكاة لتحسين وتحقيق الاستخدام الأمثل لأنظمة الدفع الحراري النووي. وأملي وشغفي المساعدة في تصميم محرك الدفع الحراري النووي الذي سينطلق في رحلة مأهولة إلى المريخ.

الدفع النووي مقابل الدفع الكيميائي

تستخدم أنظمة الدفع الكيميائي التقليدية تفاعلاً كيميائياً يتضمن وقوداً دافعاً خفيفاً، مثل الهيدروجين، مع العامل المؤكسد. وعند مزجهما معاً، يشتعل العنصران؛ ما يؤدي إلى خروج المادة الدافعة من الفوهة بسرعة كبيرة لدفع الصاروخ.

لا تتطلب هذه الأنظمة أي نوع من نظم الإشعال، وبالتالي فهي موثوقة. لكن يجب على الصواريخ حمل الأكسجين معها إلى الفضاء؛ مما قد يثقلها. وبالمقابل، تعتمد أنظمة الدفع الحراري النووي، على عكس أنظمة الدفع الكيميائي، على تفاعلات الانشطار النووي لتسخين المادة الدافعة التي تُطرد بعدها من الفوهة لإنشاء القوة الدافعة أو الدفع.

في الكثير من تفاعلات الانشطار، يرسل الباحثون نيوتروناً نحو نظير أخف من اليورانيوم، وهو «اليورانيوم - 235». يمتص اليورانيوم النيوترون؛ مما يخلق «اليورانيوم - 236». ثم ينقسم «اليورانيوم - 236» شظيتين - منتجاً الانشطار - ويُطلق التفاعل بعض الجسيمات المتنوعة.

الانشطار النووي لتوليد الطاقة

تستخدم أكثر من 400 محطة للطاقة النووية قيد التشغيل حول العالم حالياً تكنولوجيا الانشطار النووي. وأغلب هذه المفاعلات النووية العاملة هي مفاعلات الماء الخفيف. تستخدم هذه المفاعلات الانشطارية الماء لإبطاء النيوترونات ولامتصاص ونقل الحرارة. يمكن للماء توليد البخار مباشرة في قلب المفاعل أو في مولد البخار، والذي يحرك توربيناً لإنتاج الكهرباء.

تعمل أنظمة الدفع الحراري النووي بطريقة مماثلة، لكنها تستخدم وقوداً نووياً مختلفاً يحتوي على المزيد من «اليورانيوم - 235». كما أنها تعمل في درجة حرارة أعلى بكثير؛ ما يجعلها قوية للغاية ومكثفة. وتتمتع أنظمة الدفع الحراري النووي بكثافة طاقة تزيد بنحو 10 مرات على مفاعل المياه الخفيفة التقليدي.

قد يكون الدفع النووي متقدماً عن الدفع الكيميائي لأسباب عدة. إذ يطرد الدفع النووي المادة الدافعة من فوهة المحرك بسرعة كبيرة؛ ما يولد قوة دفع عالية. ويسمح هذا الدفع العالي للصاروخ بالتسارع بشكل أسرع.

كما تتميز هذه الأنظمة أيضاً بدفع نوعي عالٍ. يقيس الدفع النوعي مدى كفاءة استخدام الوقود الدافع لتوليد الدفع. وتتمتع أنظمة الدفع الحراري النووي بدفع نوعي يبلغ نحو ضعف الدفع النوعي للصواريخ الكيميائية؛ مما يعني أنها يمكن أن تقلل وقت السفر إلى النصف.

تاريخ الدفع الحراري النووي

لمدة عقود، موّلت الحكومة الأميركية تطوير تقنية الدفع الحراري النووي. بين عامي 1955 و1973، أنتجت برامج في وكالة «ناسا» وشركة «جنرال إلكتريك» ومختبرات «أرغون» الوطنية، واختبرت 20 محرك دفع حراري نووي على الأرض.

لكن هذه التصاميم التي سبقت عام 1973 اعتمدت على وقود اليورانيوم عالي التخصيب. ولم يعد هذا الوقود مُستخدماً بسبب مخاطر الانتشار النووي، أو المخاطر المتعلقة بانتشار المواد والتكنولوجيا النووية.

تهدف مبادرة الحد من التهديدات العالمية، التي أطلقتها وزارة الطاقة وإدارة الأمن النووي، إلى تحويل الكثير من المفاعلات البحثية التي تستخدم وقود اليورانيوم عالي التخصيب إلى وقود اليورانيوم عالي الكثافة منخفض التخصيب، أو وقود «الهاليو».

يحتوي وقود اليورانيوم عالي الكثافة منخفض التخصيب HALEU على كمية أقل من المواد القادرة على الخضوع لتفاعل الانشطار، مقارنة بوقود اليورانيوم عالي التخصيب. لذلك؛ يحتاج الصاروخ إلى تحميل المزيد من وقود HALEU هذا؛ ما يجعل المحرك أثقل. ولحل هذه المشكلة، يبحث الباحثون عن مواد خاصة من شأنها استخدام الوقود بشكل أكثر كفاءة في هذه المفاعلات.

يهدف «برنامج الصواريخ التجريبية للعمليات الأرض - قمرية الخفيفة» أو «دراكو» DRACO التابع لوكالة «ناسا» ووكالة مشروعات أبحاث الدفاع المتقدمة «داربا»، إلى استخدام وقود اليورانيوم عالي الكثافة منخفض التخصيب في محرك الدفع الحراري النووي الخاص به. ويخطط البرنامج لإطلاق صاروخه في عام 2027.

وكجزء من برنامج «دراكو»، تعاونت شركة «لوكهيد مارتن» للفضاء مع شركة «بي دبليو إكس تكنولوجيز» لتطوير تصميمات المفاعل والوقود.

سيتعين على محركات الدفع الحراري النووي التي تطورها هذه المجموعات الامتثال لمعايير الأداء والسلامة المحددة. كما سيتعين عليها أن يكون لديها قلب قادر على العمل طوال مدة المهمة وأداء المناورات اللازمة للرحلة السريعة إلى المريخ.

ومن الناحية المثالية، يجب أن يكون المحرك قادراً على إنتاج دفع نوعي عالٍ، مع استيفاء متطلبات الدفع العالي وكتلة المحرك المنخفضة.

بحوث متواصلة

قبل أن يتمكن المهندسون من تصميم محرك يلبي جميع هذه المعايير، يجب عليهم البدء بالنماذج والمحاكاة. وتساعد هذه النماذج الباحثين، مثل أولئك الموجودين في مجموعتي، على فهم كيفية تشغيل وإيقاف المحرك. هذه عمليات تتطلب تغييرات سريعة وهائلة في درجة الحرارة والضغط.

سيختلف محرك الدفع الحراري النووي عن جميع أنظمة الطاقة الانشطارية الحالية؛ لذلك سيحتاج المهندسون إلى إنشاء أدوات برمجية تعمل مع هذا المحرك الجديد.

يعمل فريقي على تصميم وتحليل مفاعلات الدفع الحراري النووي باستخدام النماذج. نعمل على نمذجة ومحاكاة الأنظمة المعقدة للمفاعل لمعرفة كيف يمكن لأمور مثل التغيرات في درجة الحرارة على المفاعل وسلامة الصاروخ. لكن محاكاة هذه التأثيرات يمكن أن يستغرق الكثير من قوة الحوسبة المكلفة.

لقد عملنا على تطوير أدوات حوسبة جديدة تحاكي كيفية عمل هذه المفاعلات أثناء بدء التشغيل ومباشرة التشغيل من دون استخدام الكثير من قوة الحوسبة. ونأمل أن يساعد هذا البحث يوماً ما في تطوير نماذج يمكنها التحكم في الصاروخ بشكل مستقل.

* أستاذ مشارك في الهندسة النووية والإشعاعية بمعهد جورجيا للتكنولوجيا - مجلة «فاست كومباني»

- خدمات «تريبيون ميديا»