توربينات الرياح الطائرة تسحب الطاقة من أعالي السماء

شركة صينية ناشئة تنشرها في الغلاف الجوي العلوي للأرض

توربينات الرياح الطائرة تسحب الطاقة من أعالي السماء
TT

توربينات الرياح الطائرة تسحب الطاقة من أعالي السماء

توربينات الرياح الطائرة تسحب الطاقة من أعالي السماء

عادةً ما تبرز توربينات الرياح من سطح الأرض مثل طواحين هوائية عملاقة. واليوم، تستكشف شركة صينية شكلاً جديداً: توربينات الرياح الطائرة. وتحلق هذه الطائرات الشبيهة بالمنطاد عالياً في السماء، ولا يربطها بالأرض سوى عدد من الكابلات، حيث تُولّد تياراً مستمراً من الطاقة، بفضل الرياح القوية الموجودة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي.

وبدلاً من البقاء تحت رحمة تقلبات الرياح على سطح الأرض -أحد التحديات الرئيسة التي تواجه التوربينات الثابتة اليوم- لن يتذبذب إنتاج الطاقة لدى توربينات الرياح الطائرة، بفضل ثبات تدفق الرياح بالطبقات العليا. ويمكن لهذا التصميم أن يحل بعضاً من كبرى مشكلات توليد طاقة الرياح، دون الحاجة إلى الاستثمار في بنية تحتية واسعة، ما يقلص البصمة البيئية لعملية توليد طاقة الرياح.

من «ناسا» إلى الصين

وتجدر الإشارة إلى أن هذا المفهوم طرح للمرة الأولى من قِبل مهندس صيني، كان من بين رواد «مختبر الدفع النفاث»، التابع لوكالة «ناسا»، في منتصف أربعينات القرن الماضي. ومع أن هذه الفكرة لم تصادف نجاحاً داخل الولايات المتحدة، تزعم اليوم شركة الطاقة الصينية الناشئة «ساويس» أنها جاهزة لنشر آلاف التوربينات الطائرة التي يمكنها إنتاج 100 كيلوواط، ما يكافئ إنتاج طواحين الهواء الأرضية التي تُغذي الآن كل شيء، من المنشآت التجارية الصغيرة ومتوسطة الحجم، والعمليات الزراعية، إلى المنشآت الصناعية، وحتى المشروعات البلدية الصغيرة.

علاوة على ذلك، تعكف «ساويس» على بناء نموذج جديد يُضاهي قدرات طواحين الهواء الأرضية التقليدية، مع توربين يمكنه توليد أكثر من واحد ميغاواط.

وتعود جذور فكرة طاقة الرياح الجوالة جواً إلى مهندس الفضاء والطيران تشيان شيويسن المولود في شنغهاي، والذي هرب من الصين في ثلاثينات القرن الماضي للدراسة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، قبل الانضمام إلى «الفرقة الانتحارية» الشهيرة في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، المعروف اختصاراً باسم «كالتيك» ـ وهي مجموعة من المهندسين المهووسين بالصواريخ، وضعوا أسس رحلات الفضاء الأميركية الحديثة.

كان شيويسن مهاجراً ذكياً، ساهم في إحدى أهم الثورات التكنولوجية الأميركية على مر العصور. إلا أن مسيرته المهنية في الولايات المتحدة انتهت تحت وطأة شكوك تعود إلى العهد المكارثي (عهد مكافحة الشيوعية). وبعد سنوات من الإقامة الجبرية، جرى ترحيله إلى الصين عام 1955، حيث أصبح الأب المؤسس لبرنامج الصواريخ والفضاء الصيني. وشكّلت أبحاثه الأساس الذي قامت عليه سلسلة صواريخ «لونغ مارش» التي جعلت من بكين قوة فضائية عظمى.

وكذلك كان ذلك الوقت الذي شهد طرح النظريات التي جعلت من الممكن تطوير توربينات الرياح الطائرة الحالية. عام 1957، اقترح شيويسن ما سماه «قناة ناشر القاذف ejector diffuser duct»، وهي نظرية مفادها بأنه يمكن تسريع تدفق الهواء عبر التوربين بشكل كبير من خلال إضافة غلاف دائري مُصمّم بعناية حوله.

يُحدث الأنبوب المصمم على شكل حلقة فرق ضغط (ضغط منخفض خلف التوربين، وضغط أعلى أمامه)، يسحب هواءً إضافياً نحو الشفرات. هذا التأثير الذي يُشبه خلق «حلق» أو «حلقوم» صناعي للرياح بمقدوره أن يعزز الكفاءة بقوة، دون الحاجة إلى شفرات أكبر، أو أبراج أطول. وفي حين تعتمد التوربينات الأرضية التقليدية، بشكل كامل، على مساحة الشفرات، فإن نموذج «ناشر القاذف» الذي ابتكره شيويسن يُضاعف بفعالية الرياح الصالحة للاستخدام، من دون زيادة وزن الهيكل.

آنذاك، بدت فكرة شيويسن غريبة. جدير بالذكر أنه في ذلك الوقت كانت التوربينات لا تزال مشروعات هندسية متخصصة، ولم يكن لدى مُخططي الطاقة حماس كبير تجاه التصميمات التجريبية. وعليه، لم تبدأ هذه التصميمات في التبلور إلا بعد ذلك بكثير.

أحلام مُحطمة

في مجمله، لم يكن الأمر سهلاً، فرغم روعة الأفكار، فإن هندستها وتصنيعها غالباً ما يكونان في غاية الصعوبة، ما أدى إلى وقوع حوادث كثيرة. على مر العقود، حاول الكثيرون تحويل توربينات الرياح الطائرة إلى آلات عاملة.

من جهتها، عكفت شركة «ألتاروس»، شركة فرعية تتبع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، على بناء منطاد مملوء بالهيليوم، ومزود في قلبه بتوربين رياح، على أمل أن يحلق على ارتفاع 2000 قدم لالتقاط رياح أسرع.

وعلى صعيد ثانٍ، نجحت شركة «كايت جين» الإيطالية في بناء نظام يشبه الطائرة الورقية يحلق على شكل رقم ثمانية، ويسحب المولدات على الأرض. حتى هذه اللحظة، لم يتجاوز النظام مرحلة النموذج الأولي.

أما شركة «ماكاني تكنولوجيز»، التي تأسست في منطقة خليج سان فرنسيسكو، واستحوذت عليها «غوغل» عام 2013، فقد جربت طائرة شراعية مربوطة ومزودة بدوارات، لكن الشركة تعرضت للإغلاق من جانب شركة «ألفابت» عام 2020. وحتى وكالة «ناسا» خاضت تجارب على هذه الأفكار. إلا أنه لم يكتب لأي منها النجاح على نطاق واسع، رغم أننا قد نرى طائرة ورقية تولد الكهرباء على المريخ، أو أي كوكب آخر يوماً ما.

اللافت أن كل تلك المحاولات جابهت المشكلات ذاتها: التعقيد الهندسي، واستقرار الطيران في ظل الرياح العاتية، والتصاريح الحكومية، وانخفاض تكاليف طاقة الرياح بسبب الغاز الطبيعي. إضافةً إلى ذلك، تُعدّ توربينات الرياح الثابتة مثالية للمنشآت الكبيرة، رغم تكلفتها، والوقت الذي تستغرقه، وتأثيرها البيئي.

* تيارات الهواء العليا أسرع بـ 3 مرات ويمكنها توليد طاقة أكبر بمقدار 27 مرة *

لماذا التوربينات الطائرة؟

تكمن جاذبية التوربينات الطائرة في قدرتها على التعامل مع رياح أقوى، وأكثر ثباتاً. جدير بالذكر أنه لا يمكن للأبراج التقليدية الوصول إلا إلى نحو 650 قدماً فوق سطح الأرض، حيث تتسم الرياح بالتقلب. على النقيض نجد أنه على ارتفاع 5000 قدم تتحرك تيارات الهواء أسرع بثلاث مرات، ويمكنها توليد طاقة أكبر بما يصل إلى 27 ضعفاً.

ولا تقتصر ميزة هذه التوربينات على إنتاجها النظري الثابت للطاقة فحسب، بل تتضمن كذلك ميزة قلة تكلفتها. إذ إن توربينات الرياح الثابتة تتسم بثمنها الباهظ، وتتطلب موارد هائلة في البناء والتركيب، بما يتجاوز بكثير تكلفة تصنيع الدوار والبرج وحدهما.

ويتطلب كل توربين أرضي مئات الأطنان من الفولاذ والخرسانة والمكونات الصناعية، بالإضافة إلى مواقع بناء ضخمة، وغالباً يحتاج إلى طرق جديدة، أو تفجير قمم الجبال لنقل المعدات، ووضعها في أماكنها. كما تتطلب التصميمات البحرية أبراجاً شبكية فولاذية تزن آلاف الأطنان، ومرافق بحرية متخصصة، وخدمات لوجستية معقدة.

وتترتب على هذه الاحتياجات من البنية التحتية آثار بيئية جسيمة: مساحات أرضية شاسعة تصل إلى 80 فداناً لكل توربين، واضطراب في الموائل، وتقييد الوصول إلى الأراضي، وشهور أو سنوات من التخطيط، وإصدار التصاريح، والبناء. وفي ظل الاستخدام المحدود حول التوربينات بسبب الضوضاء ومخاطر السلامة، تصبح أجزاء كبيرة من الأرض غير قابلة للاستفادة منها -حتى لأصحابها.

في المقابل، تزن التوربينات الطائرة، كتلك التي طورتها شركة «ساويس»، أقل من طن، ولا تتطلب أساساً دائماً، أو تنظيفاً للأرض، علاوة على أنه يمكن نشرها بسرعة، حيث لا يمكن للطاقة التقليدية الوصول إليها بأقل قدر من الاضطراب والتكلفة: حقول النفط النائية، والجزر الصغيرة، أو مناطق الكوارث، حيث تزداد أهمية السرعة والتنقل.

وشرعت شركة «ساويس» في أبحاثها على مولداتها الجوالة جواً، بالاعتماد على أفكار شيويسن، عام 2017. ودرست الشركة استخدام وسادة هوائية رئيسة من الهيليوم، مُدمجة مع جناح حلقي يُسرّع تدفق الهواء ويوجهه مباشرةً عبر المولدات المُدمجة، ما يُعزز الكفاءة نظرياً بأكثر من 20 في المائة.

وبحلول أكتوبر (تشرين الأول) 2024، أفادت التقارير بأن النموذج الأولي لطائرة S500 التابعة للشركة وصل إلى ارتفاع 1640 قدماً، وولّد 50 كيلوواط، مُحطماً بذلك الأرقام القياسية العالمية في الارتفاع والإنتاج، والتي كانت حتى ذلك الحين حكراً على فريق بحثي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. وفي يناير (كانون الثاني) 2025، ضاعفت طائرة S1000 هذا الارتفاع، وتجاوزت عتبة 100 كيلوواط.

وتبقى هناك تحديات، فالسلامة، على سبيل المثال، لا تزال تطرح سؤالاً ملحاً. على تلك الارتفاعات، يُمكن أن تتخذ الرياح منحى عنيفاً بسرعة. في هذا الصدد، أوضح وينغ هانكي، كبير مسؤولي التكنولوجيا في «ساويس»، لصحيفة «ساوث تشاينا مورنينغ بوست»، الصادرة في هونغ كونغ، أن تكنولوجيا النظام المزدوج للشركة -الرادار على الأرض وأجهزة الاستشعار في الوسادة الهوائية- تضمن الاستقرار. وفي ظل الظروف القاسية «يمكن للنظام أن يهبط بسرعة في غضون خمس دقائق»، حسبما قال.

هناك كذلك مشكلة الهيليوم. في الواقع، تعمل هذه الأشياء بطريقة مشابهة لبالونات الطقس، ودائماً ما يكون هناك تسريب، ما يُثير الشكوك حول متانتها. من جهته، صرّح دان تيانروي، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة «ساويس» بأن تسرب الغاز في منطاد الشركة قد انخفض إلى درجة أنه يُمكنه البقاء في الهواء لأكثر من 25 عاماً.

وبحسب «ساويس»، بدأ الإنتاج بكميات كبيرة بالفعل في يويانغ التي تقع على بُعد قرابة 700 ميل جنوب شرقي بكين، بعقود تتجاوز قيمتها 70 مليون دولار. في الوقت نفسه، يتخطى طموح الشركة هذه الحدود.

المحطة التالية: طبقة الستراتوسفير

اليوم، تستعد «ساويس» لرحلة تجريبية لطرازها الجديد S1500. من جهته، زعم وينغ أن «نظام S1500 المُطوَّر حديثاً يتميز بقدرة توليد تبلغ نحو واحد ميغاواط، أي ما يعادل قدرة برج توربينات الرياح التقليدي بارتفاع 100 متر، ومن المقرر إطلاق رحلته التجريبية قريباً».

وأضاف: «تشكل الرياح على ارتفاعات عالية مصدر طاقة قوياً، وغير مستغل في الغالب... وبمجرد بناء هذه الأنظمة بأعداد كبيرة، يُمكن أن تكون الطاقة التي تُنتجها رخيصة، مثل توربينات الرياح العادية».

ويتميز التصميم بنفس هيكل الطائرة المُصمَّم على شكل حلقات مجرى هواء يُسرِّع تدفق الهواء. وفي الداخل، يعمل 12 مولداً صغيراً، وكلها مصنوعة من ألياف الكربون بالتوازي، وستُولِّد طاقة على نطاق واسع من وحدة يقل وزنها بنسبة 90 في المائة عن توربينات أبراج الفولاذ.

من ناحيتها، لدى شركة «تيانروي» تصور يدور حول أساطيل من مناطيد الرياح، مصممة من فئة ميغاواط واحد للإنتاج، تعمل في طبقة الستراتوسفير، على ارتفاع يزيد عن 32000 قدم، حيث يُقال إن طاقة الرياح أقوى 200 مرة من طاقة الرياح على الأرض. وعن ذلك، قال وينغ: «في ذلك الوقت، ستكون تكلفة الكهرباء عُشر ما هي عليه اليوم».

بوجه عام، تُبرز هذه الأحلام كلاً من الوعود والتحديات التي تنطوي عليها طاقة الرياح الجوالة جواً. لقد شهد العالم صعود شركات ناشئة في مجال طاقة الرياح الجوالة جواً، وكذلك سقوط البعض. ويعتمد نجاح شركة «ساويس»، حيث فشلت «غوغل» والشركات الناشئة التابعة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمهندسون الأوروبيون، على عوامل الحجم، والاقتصاد، والقدرة على الاستمرار. وفي الوقت الحالي، تحمل الشركة الرقم القياسي لأعلى وأقوى توربين طائر على الإطلاق –وهو حلمٌ جرى رسم ملامحه لأول مرة قبل ما يقرب من 70 عاماً، وقد يكون جاهزاً أخيراً للتحليق.

• مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

«إيه إم دي - AMD» تعزز موقعها في سوق الحوسبة الاحترافية

عالم الاعمال مقر شركة «إيه إم دي - AMD» في سانتا كلارا بولاية كاليفورنيا الأميركية

«إيه إم دي - AMD» تعزز موقعها في سوق الحوسبة الاحترافية

تواصل شركة «إيه إم دي (AMD)» ترسيخ حضورها في سوق المعالجات الاحترافية، مدفوعة بسلسلة من الابتكارات التقنية التي تستهدف رفع كفاءة الأداء وتعزيز أمن البيانات.

تكنولوجيا يقدّم تحديث «iOS 26.4» تحسينات عملية على التطبيقات الأساسية دون تغييرات جذرية في تجربة النظام (د.ب.أ)

«أبل» تطلق «iOS 26.4» بتحسينات واسعة… لكن أين «سيري»؟

تحديث «iOS 26.4» يقدم تحسينات يومية وميزات ذكاء اصطناعي محدودة بينما تأجل إطلاق النسخة المطورة من «سيري» المنتظرة لاحقاً.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا يعمل الفريق على تطوير نماذج أولية لروبوت طائر يحاكي الطيور بمواد ذكية تعتمد على الجهد الكهربائي تمهيداً لاختباره في نفق الرياح (مختبر بيلغن)

طائرات تحاكي الطيور… هل تعيد تعريف مستقبل الطائرات دون طيار؟

روبوتات طائرة بأجنحة مرنة تحاكي الطيور وتعتمد مواد ذكية موفرة مرونة أعلى، ما يفتح آفاقاً جديدة للطائرات دون طيار في بيئات معقدة.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا تجمع الشراكة بين البنية التحتية والنماذج لدى «هيوماين» وخبرة «Turing» في تطوير وتقييم أنظمة الذكاء الاصطناعي (هيوماين)

«هيوماين» و«Turing» تطلقان سوقاً عالمية لوكلاء الذكاء الاصطناعي للمؤسسات

«هيوماين» و«Turing» تطلقان سوقاً لوكلاء الذكاء الاصطناعي لتمكين المؤسسات من تشغيل مهامها عبر وكلاء أذكياء بدل البرمجيات التقليدية.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا قد تعيد السيارات ذاتية القيادة تشكيل أنماط التنقل اليومية من حيث التوقيت والمكان وطريقة الاستخدام (شاترستوك)

السيارات ذاتية القيادة… هل تجعل التنقل أسهل أم المدن أكثر ازدحاماً؟

تكشف دراسة أن السيارات ذاتية القيادة قد تسهّل التنقل الفردي وتقلل الحاجة للمواقف، لكنها قد تزيد الازدحام وتغيّر سلوك التنقل وتخطيط المدن مستقبلاً.

نسيم رمضان (لندن)

هل يكشف صوتك مرضك؟

حين يصبح الصوت مرآة للصحة
حين يصبح الصوت مرآة للصحة
TT

هل يكشف صوتك مرضك؟

حين يصبح الصوت مرآة للصحة
حين يصبح الصوت مرآة للصحة

قد لا يكون الصوت مجرد وسيلة للتعبير، بل نافذة بيولوجية دقيقة تحمل إشارات خفية عن حالة الإنسان الصحية. فاهتزاز الأحبال الصوتية، وتغيّر الإيقاع، وحتى الترددات غير المسموعة للأذن البشرية قد تعكس تغيرات فسيولوجية معقدة داخل الجسم، لا يلاحظها الإنسان، لكنها تترك أثراً يمكن رصده، وتحليله.

وفي هذا السياق، بدأ الذكاء الاصطناعي يقترب من الصوت بوصفه «بياناً طبياً» جديداً، حيث تعمل الخوارزميات على تحليل نبرة الكلام بدقة غير مسبوقة، بحثاً عن أنماط دقيقة قد ترتبط بأمراض عصبية، أو تنفسية، أو حتى نفسية، في تحول يفتح باباً مختلفاً تماماً لفهم العلاقة بين الصوت والصحة.

حين يصبح الصوت بصمة صحية للجسد

ماذا تقول الأبحاث الحديثة؟

في أحدث ما توصلت إليه الأبحاث، أظهرت دراسة نُشرت عام 2026 في مجلة «الطب الرقمي» (npj Digital Medicine)، قادها الباحث تشن زيي (Ziyi Chen) من كلية الطب بجامعة هارفارد (Harvard Medical School)، أن تحليل الكلام العفوي يمكن أن يتحول إلى مؤشر رقمي دقيق لتقييم القدرات الإدراكية. وقد نجحت الخوارزميات في ربط خصائص الصوت بوظائف الدماغ، مع قدرة ملحوظة على اكتشاف التدهور المعرفي في مراحله المبكرة.

ويأتي هذا التطور امتداداً لنتائج سابقة، إذ أشارت دراسة نُشرت عام 2025 في مجلة «الطب الرقمي» (npj Digital Medicine) التابعة لمجموعة «نتشر» (Nature)، أعدّها باحثون من جامعة ستانفورد (Stanford University) الأميركية، إلى أن تحليل تسجيلات صوتية قصيرة يمكن أن يكشف مؤشرات على اضطرابات عصبية ونفسية، اعتماداً على أنماط دقيقة في الترددات الصوتية، وسرعة الكلام، والتغيرات في النبرة.

وتكشف هذه النتائج مجتمعة عن تحول نوعي في فهم الصوت البشري؛ إذ لم يعد مجرد وسيلة للتواصل، بل أصبح أداة تحليل يمكن أن تعكس الحالة العصبية، والوظائف الإدراكية للإنسان.

كيف يمكن للصوت أن يكشف المرض؟

يرتبط الصوت البشري ارتباطاً وثيقاً بالجهاز العصبي الذي يتحكم بدقة في حركة عضلات الحنجرة، ونمط التنفس، وتنسيق اللسان والشفتين أثناء الكلام. وعندما تتأثر هذه الأنظمة نتيجة اضطراب عصبي أو مرض عضوي، تظهر تغيرات دقيقة في خصائص الصوت، غالباً ما تكون خفية، ولا يمكن ملاحظتها بسهولة بالسمع البشري.

غير أن ما لا تلتقطه الأذن تستطيع الخوارزميات تحليله. إذ تقوم أنظمة الذكاء الاصطناعي بفحص آلاف السمات الصوتية داخل تسجيل واحد، من ترددات دقيقة إلى اختلافات طفيفة في الإيقاع والتنفس، لتحديد أنماط قد تعكس تغيرات بيولوجية داخل الجسم.

وبذلك يتحول الصوت من مجرد وسيلة للتواصل إلى إشارة فسيولوجية قابلة للتحليل، وتحمل في طياتها معلومات قد تساعد على الكشف المبكر عن اضطرابات صحية قبل أن تظهر أعراضها بوضوح.

حين يتحول الهاتف إلى طبيب صامت

هل يصبح الهاتف أداة تشخيص؟

مع التقدم المتسارع في تقنيات تحليل الصوت، لم يعد هذا التصور مجرد احتمال نظري، بل يقترب تدريجياً من التطبيق العملي. فقد يتحول الهاتف الذكي إلى نقطة مراقبة صحية أولية قادرة على التقاط إشارات صوتية دقيقة خلال المكالمات، أو أثناء قراءة نص بسيط.

وفي هذا السياق، يمكن لتطبيق صحي مدعوم بالذكاء الاصطناعي أن يحلل صوت المستخدم في الخلفية، ويرصد تغيرات طفيفة في النبرة أو الإيقاع قد لا يلاحظها الشخص نفسه، ثم يرسل تنبيهاً مبكراً بوجود مؤشرات تستدعي المتابعة الطبية.

ولا تكمن أهمية هذا النموذج في دقته التقنية فحسب، بل في قدرته على نقل التشخيص المبكر من العيادة إلى الحياة اليومية، بحيث يصبح الاكتشاف جزءاً من الروتين، ولا يكون حدثاً متأخراً بعد ظهور الأعراض.

لكن هل يمكن الوثوق بالصوت؟

رغم هذا التقدم، يطرح استخدام الصوت كأداة تشخيص تحديات مهمة. فالصوت يتأثر بعوامل متعددة لا ترتبط بالمرض وحده، مثل الحالة النفسية، والبيئة المحيطة، وحتى ثقافة الكلام وطبيعته لدى كل فرد. كما أن الاعتماد المفرط على التحليل الصوتي قد يحمل خطر تفسير الإشارات خارج سياقها السريري.

وهنا لا يكمن التحدي في دقة الخوارزمية فقط، بل في قدرتها على فهم الإنسان في تعقيده الكامل، وهو ما يظل حتى اليوم خارج نطاق أي نموذج حسابي.

ماذا يعني ذلك للطب؟

رغم أن هذه الأبحاث لا تزال في مراحلها المبكرة، فإنها تشير بوضوح إلى اتجاه جديد في الطب يقوم على تحليل الإشارات الحيوية التي ينتجها الجسم بشكل يومي دون تدخل مباشر، في انتقال تدريجي من الفحوصات المتقطعة إلى المراقبة المستمرة.

وفي هذا الإطار قد لا يبقى التشخيص معتمداً فقط على اختبارات تُجرى داخل المختبرات، بل يمتد ليشمل بيانات تُجمع من حياة الإنسان اليومية، مثل صوته، وحركته، ونمط تنفسه، ضمن منظومة تحليل ذكية تعمل في الخلفية.

وقد يأتي وقت يصبح فيه الصوت أحد المؤشرات الحيوية المعتمدة للصحة، إلى جانب تحاليل الدم، والفحوصات التقليدية، وليس بديلاً عنها، بل يكون مكملاً لها، ويضيف بعداً جديداً لفهم الإنسان في مراحله المبكرة.

لكن السؤال الأعمق ليس ما إذا كان الصوت يستطيع كشف المرض...

بل ما إذا كنا مستعدين للإصغاء لما يقوله الجسد قبل أن يصرخ بالألم.


رحلة حول القمر والعودة في 10 أيام

رحلة حول القمر والعودة في 10 أيام
TT

رحلة حول القمر والعودة في 10 أيام

رحلة حول القمر والعودة في 10 أيام

تستعد «ناسا» لإرسال أربعة رواد فضاء -ثلاثة من الولايات المتحدة، وواحد من كندا- في رحلة حول القمر، والعودة دون الهبوط عليه. وهذه هي المرة الأولى التي يسافر فيها أي إنسان إلى هذه المسافة من الأرض منذ رحلة مركبة «أبولو 17» عام 1972، كما كتب ماركو هيرنانديز وكينيث تشانغ(*).

مهمة فضائية نحو القمر

وإذا نجحت مهمة «أرتميس 2»، فقد تتبعها مهمات أخرى لإعادة رواد الفضاء إلى سطح القمر في وقت لاحق من هذا العقد.

وإليكم ما يجب معرفته عن المهمة، ورواد الفضاء المشاركين فيها.

صاروخ الإطلاق ومركبة الرواد

* ما هو صاروخ نظام الإطلاق الفضائي؟

هذا هو صاروخ «ناسا» الجديد الضخم، وهو المكافئ المعاصر لصاروخ «ساتورن 5» الذي استُخدم في رحلات أبولو إلى القمر. يبلغ ارتفاعه 322 قدماً، ويزن 5.75 مليون رطل عند امتلائه بالوقود. وينطلق من مركز كينيدي للفضاء التابع لوكالة «ناسا» في فلوريدا، وهو قادر على إرسال حمولة تزن نحو 60000 رطل (الرطل 453 غراماً تقريباً) إلى القمر.

ويُعدّ تصميمه مزيجاً من التقنيات التي طُوّرت في سبعينات القرن الماضي لمكوك الفضاء. وقد أشرفت «ناسا» على تصميم صاروخ نظام الإطلاق الفضائي، وكذلك كبسولة أوريون، واستعانت بشركتي «سبيس إكس» و«بلو أوريجين» التجاريتين، لتوفير مركبات الهبوط القمرية لمهام «أرتميس» المستقبلية.

* ما هي مركبة أوريون الفضائية؟

- مركبة أوريون الفضائية هي التي ستحمل رواد الفضاء إلى القمر، والعودة. وسيعود الجزء العلوي منها -وحدة الطاقم- إلى الأرض، حيث سيهبط في المحيط الهادئ قبالة سان دييغو.

تتكون مركبة أوريون الفضائية من قسمين رئيسين. وخلال المهمة التي تستغرق عشرة أيام سيبقى رواد الفضاء داخل وحدة الطاقم. أما أسفلها فتقع وحدة الخدمة، وهي قطعة أسطوانية الشكل وفرتها وكالة الفضاء الأوروبية، وتضم أنظمة الدفع، والطاقة، ودعم الحياة.

صُممت هذه الكبسولة من قِبل شركة «لوكهيد مارتن»، وأطلق عليها الطاقم اسم «إنتيغريتي» لهذه المهمة، وهي قادرة على استيعاب أربعة رواد فضاء لمهام تصل مدتها إلى 21 يوماً.

يبلغ حجم الكبسولة الداخلي ما يعادل حجم سيارتين صغيرتين تقريباً، وهو حجم غير كافٍ لتوفير أي خصوصية لأفراد الطاقم.

يمكن إزالة مساند القدمين في مقعدي الطيار والقائد لتوفير مساحة أكبر أثناء العمل، والنوم. وفي حال حدوث إشعاع، مثل توهج شمسي، يمكن لرواد الفضاء الاحتماء في خزائن التخزين الموجودة أسفل المقاعد.

أربعة رواد فضاء

وقد تم اختيار أربعة رواد فضاء لهذه المهمة في عام 2023، وهم يتدربون منذ ذلك الحين استعداداً لرحلتهم. سبق لرواد الفضاء الثلاثة التابعين لوكالة «ناسا» -القائد ريد وايزمان، والطيار فيكتور غلوفر، واختصاصية المهمة كريستينا كوتش- أن حلقوا على محطة الفضاء الدولية. ومن المقرر أن يكون غلوفر أول رجل أسود يدور حول القمر، وكوتش أول امرأة سوداء تفعل ذلك. أما اختصاصي المهمة الكندي جيريمي هانسن، فلم يسبق له أن سافر إلى الفضاء. وسيكون هانسن أول شخص من خارج وكالة «ناسا» يقوم بهذه الرحلة.

استكشاف القمر وموارده

* لماذا تعود «ناسا» إلى القمر؟

بعد أن وطأت قدم نيل أرمسترونغ سطح القمر، شعر الكثيرون بأن سباق الفضاء مع الاتحاد السوفياتي (السابق) قد حُسم، وأن مهمات قمرية جديدة لا تستحق التكلفة الباهظة.

وعلى مدى العقود الماضية، ركزت «ناسا» على استكشاف المدار الأرضي المنخفض باستخدام مكوك الفضاء، ومحطة الفضاء الدولية.

وخلال فترة رئاسة ترمب الأولى، أصبحت العودة إلى القمر أولوية بالنسبة لـ«ناسا»، واستمر البرنامج في عهد الرئيس جو بايدن. وتهدف مهمات «أرتميس» إلى استكشاف القمر لأغراض الاكتشاف العلمي، واستخراج موارد منه، مثل الماء المتجمد لاستخدامه في مهمات فضائية لاحقة، والهيليوم-3 لمحطات الطاقة الاندماجية المستقبلية.

برنامج «أرتميس»

* أرتميس 1: أُطلقت المهمة الأولى من برنامج «أرتميس» في نوفمبر (تشرين الثاني) 2022، حيث أرسلت كبسولة أوريون غير المأهولة إلى مدار حول القمر. وخلال رحلتها، أطلقت المهمة عدة أقمار اصطناعية صغيرة تُعرف باسم كيوب سات. عادت أوريون إلى الأرض بعد 26 يوماً.

* أرتميس 2: تهدف مهمة هذا العام إلى اختبار أنظمة دعم الحياة والأنظمة الحيوية الأخرى على متن مركبة أوريون. إذ وبعد انفصالها عن المرحلة العليا للصاروخ، يخطط الطاقم لاختبار قدرة أوريون على تنفيذ مناورات الالتحام للرحلات المستقبلية. وفي حال حدوث أي مشكلات خطيرة أثناء وجود أوريون في مدار الأرض، سيقوم مديرو المهمة بإعادة رواد الفضاء إلى الأرض.

بمجرد أن تتجه المركبة الفضائية نحو القمر، ستسلك ما يُعرف بمسار «العودة الحرة»: حيث ستُعيد جاذبية القمر الكبسولة مباشرةً إلى الأرض دون الحاجة إلى تشغيل المحركات. وهذا يعني أن كبسولة أوريون يُمكنها العودة إلى الأرض حتى في حال حدوث عطل في نظام الدفع.

أثناء تحليق أوريون بالقرب من الجانب البعيد للقمر، سيُجري رواد الفضاء عمليات رصد لسطح القمر، بما في ذلك أجزاء لم ترها عين بشرية من قبل. (وتجدر الإشارة هنا إلى أن توقيت مهمات أبولو قد تمّ بحيث يكون الجانب القريب من القمر، حيث هبط رواد الفضاء، في ضوء النهار، بينما يكون الجانب البعيد في ظلام دامس).

وعندما يكون القمر بين المركبة الفضائية الجديدة والأرض، ستنقطع الاتصالات مع رواد الفضاء لمدة تتراوح بين 30 و50 دقيقة.

مهمات مستقبلية

* مهمات «أرتميس» المستقبلية: في فبراير (شباط)، عدّلت «ناسا» خططها لما سيحدث بعد «أرتميس 2». كان من المفترض أن تكون «أرتميس 3» الحدث المحوري، حيث ستهبط برواد فضاء بالقرب من القطب الجنوبي للقمر بحلول نهاية عام 2028.

وبدلاً من ذلك، أُعيدت جدولة إطلاقها في منتصف عام 2027، وستبقى في مدار حول الأرض كرحلة تجريبية للتدرب على الالتقاء بإحدى أو كلتا مركبتي الهبوط القمريتين اللتين تُطوّرهما شركتا «سبيس إكس» و«بلو أوريجين».

إذا سارت الأمور على ما يرام، فقد يُمهد ذلك الطريق لمحاولتي هبوط «أرتميس 4» و«أرتميس 5» في عام 2028.

وسيُحقق ذلك هدف الرئيس دونالد ترمب بإعادة رواد فضاء «ناسا» إلى القمر قبل نهاية ولايته الثانية.

تكلفة المشروع

على مدى العقدين الماضيين، أنفقت «ناسا» أكثر من 50 مليار دولار على تطوير وبناء نظام إطلاق الفضاء، وكبسولة أوريون، والأنظمة الأرضية المصاحبة اللازمة لإطلاقهما.

لا توجد تكلفة محددة لبرنامج «أرتميس 2» وحده، على الرغم من أن تقريراً صادراً عن المفتش العام لـ«ناسا» في عام 2021 ذكر أن تكلفة كل عملية إطلاق لنظام إطلاق الفضاء وكبسولة أوريون تبلغ نحو 4.1 مليار دولار.

* خدمة «نيويورك تايمز»


«كريسبر» داخل الجسم: حقنة بسيطة قد تحل محل أعقد علاجات السرطان

صورة تعبيرية عن الأبحاث حول هندسة إنتاج خلايا مناعية داخل جسم الإنسان
صورة تعبيرية عن الأبحاث حول هندسة إنتاج خلايا مناعية داخل جسم الإنسان
TT

«كريسبر» داخل الجسم: حقنة بسيطة قد تحل محل أعقد علاجات السرطان

صورة تعبيرية عن الأبحاث حول هندسة إنتاج خلايا مناعية داخل جسم الإنسان
صورة تعبيرية عن الأبحاث حول هندسة إنتاج خلايا مناعية داخل جسم الإنسان

فنجح باحثون في تحقيق اختراق علمي لافت، حيث تمكنوا من هندسة خلايا مناعية مقاومة للسرطان مباشرة داخل أجسام فئران حية، ما يمهد الطريق لعلاج بسيط قد يُعطى عبر حقنة واحدة، ويغني عن الحاجة إلى العلاج الكيميائي السام.

تقنية «كريسبر» المتقدمة

وفي تفاصيل هذا الإنجاز استخدم العلماء تقنية «كريسبر» المتقدمة (الخاصة بالتحرير، والقصّ الجيني) لتحويل حقنة تقليدية إلى أداة علاجية متطورة قادرة على إعادة برمجة الجهاز المناعي داخل الجسم نفسه. ووفقاً لدراسة نُشرت في 18 مارس (آذار) 2026 في دورية «نتشر» Nature فإن هذه الطريقة قد تتجاوز التحديات الحالية المرتبطة بالعلاجات المناعية، مثل التكلفة العالية، وتعقيد الإجراءات، وطول مدة العلاج.

شكل تصويري لخلايا مناعية (باللون الأخضر) تحيط بورم سرطاني (الأزرق)

علاج مناعي مختبري معروف للسرطان

وتركز الدراسة على فئة ناشئة من علاجات السرطان تعرف باسم «علاجات الخلايا التائية ذات المستقبلات الخيمرية» (CAR T - cell). ويعتبر هذا العلاج حالياً إنجازاً طبياً مذهلاً، لكنه يواجه عقبة لوجيستية كبيرة. فآلية عمله تعتمد على استخلاص الخلايا المناعية للمريض (الخلايا التائية)، ثم هندستها وراثياً في مختبر متخصص لتصبح قادرة على قتل الخلايا السرطانية، وأخيراً إعادة حقنها في جسم المريض.

ورغم أن هذه العملية حققت النجاح بحدوث تراجع ملحوظ في الأورام لبعض المرضى المصابين بسرطانات الدم، مثل اللوكيميا، واللمفوما، فإنها تحمل عيوباً كبيرة، إذ تتجاوز تكلفة العلاج مئات الآلاف من الدولارات، وتتطلب أسابيع من الانتظار، وتجبر المرضى على الخضوع لعلاج كيميائي سام مسبقاً للقضاء على جهازهم المناعي الحالي، لإفساح المجال للخلايا الهندسية الجديدة.

هندسة حيوية داخل الجسم

وبهدف بناء جيش داخل الجسم بطريقة أكثر أماناً، طالما حلم العلماء بتبسيط هذه العملية عن طريق هندسة الخلايا التائية مباشرة داخل المريض، وهو مفهوم يعرف باسم الهندسة الحيوية داخل الجسم In vivo engineering -، وهي تقنية علمية تعني تعديل الخلايا أو الجينات مباشرة داخل جسم الكائن الحي بدلاً من إخراج الخلايا، وتعديلها في المختبر، ثم إعادتها.

حقنة تتحول إلى مصنع إنتاج خلايا مناعية

وإذا نجح هذا النهج، فقد تحول حقنة بسيطة نظرياً جسم المريض نفسه إلى مصنع لإنتاج خلايا مقاومة للسرطان، مما يلغي الحاجة إلى العمل المختبري المكلف، والعلاجات المسبقة القاسية.

لكن هذا الحلم كان يحمل في طياته كابوساً محتملاً: إذ ماذا لو قامت أدوات التعديل الجيني بتغيير خلايا خاطئة عن طريق الخطأ؟ أو أدخلت الجين المقاوم للسرطان في مكان خاطئ داخل الجينوم مما قد يؤدي إلى ظهور أورام جديدة؟

انطلق الدكتور جاستن إيكيم، عالم المناعة في جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو الولايات المتحدة الأميركية، والمؤلف الرئيس للدراسة، لحل هذه المعضلة الأمنية. فقد بنى فريقه نظاماً يحمل «طبقات متعددة من الأمان» multiple layers of safety لضمان تحول الخلايا التائية فقط، ووضع التعديل الجيني في مكان آمن ومضبوط داخل جينوم الخلية.

إرسالية ذات مرحلتين

يشبه حل الفريق خدمة توصيل متطورة مزودة بنظام أمان مزدوج. إذ استخدم الباحثون نوعين مختلفين من الناقلات لحمل الشحنة الجينية. المجموعة الأولى حملت أدوات التعديل الجيني «كريسبر» التي تعمل كمقصات جزيئية، بينما حملت الأخرى المخطط الجيني للبروتين المقاوم للسرطان (CAR).

ولكي تتحول الخلية التائية إلى قاتلة للسرطان كان عليها تسلم كلتا هاتين الإرساليتين. ويقلل هذا النظام المزدوج بشكل كبير من خطر تعديل أنواع أخرى من الخلايا عن طريق الخطأ.

اختبارات ناجحة

وعندما اختبر الباحثون نظامهم على فئران تم زرع أورام سرطانية بشرية فيها كانت النتائج مذهلة. في الفئران المصابة باللوكيميا، والمايلوما المتعددة، أو الورم النخاعي المتعدد multiple myeloma (هو نوع من سرطان الدم يصيب خلايا البلازما) تم القضاء على السرطان تماماً. والأكثر إثارة للدهشة أن العلاج نجح في مكافحة الساركوما sarcoma (وهو ورم صلب ونادر من السرطان يتطور في الأنسجة الضامة، مثل العظام، والغضاريف، والدهون، والعضلات، والأوعية الدموية). وكانت علاجات الخلايا التائية قد عانت تاريخياً من صعوبة في علاج الأورام الصلبة، ما يجعل هذا الإنجاز واعداً بشكل خاص.

من الخيال العلمي إلى الأمل السريري

يتذكر الدكتور إيكيم أنه عندما تصور هذه الفكرة لأول مرة في عام 2017 «بدت وكأنها خيال علمي». والآن بعد ثماني سنوات فقط تتقدم التكنولوجيا بسرعة نحو التجارب على البشر. فقد شارك في تأسيس شركة تكنولوجيا حيوية لاختبار هذا النهج على القرود، مع آمال في إطلاق تجارب سريرية على البشر بحلول نهاية عام 2027.

وإذا نجحت هذه المساعي فستكون الآثار عميقة، إذ سيكون علاج الخلايا التائية داخل الجسم الحي أرخص بكثير في التصنيع، لأنه سيكون عبارة عن حقنة موحدة «جاهزة للاستخدام» بدلاً من منتج مخصص لكل مريض. والأهم من ذلك أنه سيجنب المرضى العلاج الكيميائي السام المطلوب حالياً، ما قد يجعل هذا العلاج المنقذ للحياة في متناول أولئك الذين هم في حالة صحية سيئة للغاية بحيث لا تسمح لهم بتحمل بروتوكولات العلاج الحالية.

أسئلة باقية دون إجابة

ورغم الحماسة التي أثارتها النتائج يدعو الخبراء إلى التفاؤل الحذر. فقد أشارت الدكتورة راشيل بيريت عالمة المناعة في معهد مالاغان للأبحاث الطبية في ويلينغتون نيوزيلندا غير المشاركة بالدراسة، إلى أنه رغم أن نتيجة الساركوما «واعدة بشكل خاص»، فإنه لا يزال من غير الواضح كم من الوقت تدوم تأثيرات العلاج. بالإضافة إلى ذلك وحتى مع وجود طبقات الأمان الإضافية، فإن هناك خطراً من أن كميات صغيرة من أدوات «كريسبر» قد تقوم عن غير قصد بتعديل خلايا في أعضاء أخرى مثل الكبد.

ومع ذلك تمثل هذه الدراسة نقلة نوعية في المفاهيم السائدة. فهي تثبت أن أعقد علاج خلوي في الطب الحديث قد يصبح يوماً ما بسيطاً كحقنة واحدة. فمن خلال تحويل جسم المريض نفسه إلى مختبر يقترب الباحثون خطوة من مستقبل قد تصبح فيه مكافحة السرطان بسيطة، مثل تلقي أي لقاح.