مرصد فضائي أميركي لاكتشاف الكواكب خارج المجموعة الشمسية

تجارب روسية لتدمير الكويكبات الخطيرة بأشعة الليزر

مرصد فضائي أميركي لاكتشاف الكواكب خارج المجموعة الشمسية
TT

مرصد فضائي أميركي لاكتشاف الكواكب خارج المجموعة الشمسية

مرصد فضائي أميركي لاكتشاف الكواكب خارج المجموعة الشمسية

في حدثين متميزين في علوم الفضاء، قالت وكالة الطيران والفضاء الأميركية «ناسا» إنها تتأهب لإطلاق المرصد الفضائي المسمى «القمر الصناعي الماسح للكواكب الخارجية العابرة» (تيس TESS)، الموجه لرصد الإجرام من خارج المجموعة الشمسية، ومن بينها الكواكب التي يحتمل أن توجد عليها آثار الحياة، فيما قال علماء روس إنهم وضعوا نظم محاكاة لتنفيذ عملية تدمير الكويكبات الخطرة التي تقترب من الأرض، بأشعة الليزر.

رصد الكواكب الخارجية

وتهدف مهمة مرصد «تيس» إلى رصد الكواكب الخارجية عند وقوع ما يسمى «مرحلة العبور» وهي الفترة التي تحجب فيها الكواكب جزءا من الضياء الوارد من النجوم التي تدور في فلكها. وسوف يمسح المرصد نحو 200 ألف من النجوم البراقة القريبة من الشمس بهدف العثور على الكواكب البعيدة. وتخطط «ناسا» لإطلاقه بين 16 أبريل (نيسان)، ويونيو (حزيران) 2018. ويتوقع العلماء الأميركيون أن يقوم المرصد بتوثيق بيانات نحو 2000 من الكواكب المرشحة للرصد، منها 300 قد تكون بحجم الأرض وأخرى من نوع «الأرض سوبر» الأكبر من الأرض بمقدار يصل إلى حجم مرتين منها.
وسيعمل المرصد على مدى عامين بتجزئته للسماء إلى 26 قطاعا، فيما تقوم الكاميرات القوية فيه بتوجيه عدساتها نحو تلك القطاعات مدة 27 يوما. وسيدرس «تيس» نجوما بسطوع أقوى بين 30 و100 مرة من تلك التي درسها مرصد كيبلر المطور «كيه 2» الأمر الذي سيسهل على المراصد الفلكية الأرضية والفضائية متابعتها. وسوف يغطي مساحة من السماء أكبر بـ400 مرة من المساحة التي غطاها «كيبلر».
وإضافة إلى رصده للكواكب سيقوم «تيس» بدراسة نحو 20 ألفا من الإجرام التي يرغب علماء الفيزياء والفلك البحث فيها. وتعتمد طريقة رصد الكواكب خارج المجموعة الشمسية على التدقيق في انحسار أشعة الضوء المرئي من الكواكب عندما تعبر فوق النجمة التي تدور في فلكها. وتقدم عمليات الانحسار المتكررة والدورية للضوء للعلماء معلومات عن حجم الكوكب.
ومن بين الجهات المشاركة في مشروع مرصد «تيس» مركزا «غودارد للتحليق الفضائي» و«إيمس للأبحاث» التابعان لوكالة «ناسا»، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ومعهد كافلي لأبحاث الفيزياء الفلكية والفضاء ومركز هارفارد لعلوم الفيزياء والفلك.

تجارب روسية

وقال باحثون في مركز أبحاث «روس أتوم» للأبحاث الذرية إنهم وضعوا نماذج تظهر من خلالها انفجارات نووية لتدمير الكويكبات الخطيرة التي تقترب من الأرض. وأضافوا أنهم طوروا وسيلة تجريبية لتقييم خصائص عملية التدمير، مثل مقدار الطاقة اللازمة للتخلص من الجرم الخطير قبل وصوله الأرض.
ونشر الباحثون الروس خلاصة دراستهم في «جورنال أوف إكسبيرمنتال آند ثيوريتكال فيزكس» التي تعنى بأبحاث الفيزياء التجريبية والنظرية.
وتتكون الكويكبات عادة من مواد الكربون والسليكون وبعض المعادن وأحيانا تحتوي على الثلوج. ويصنف العلماء الجرم السماوي على أنه كويكب إذا زاد قطره عن متر واحد. ويصل قطر بعض الكويكبات إلى 900 كلم بعضها يسير بسرعات تصل إلى 20 كلم في الثانية ما يشكل خطرا على كوكب الأرض.
ويلجأ العلماء إلى توظيف وسيلتين لحماية الأرض منها: إما تحويل مسارها، وإما تدميرها إلى شظايا تحترق في الغلاف الجوي للأرض. وقال الباحثون الروس إنهم درسوا الوسيلة الثانية بعد أن وضعوا نماذج محاكاة لموجة شديدة القوة نجمت عن تفجير نووي يحدث على سطح الكويكب.
وقال الباحثون إن توجيه نبضة من شعاع الليزر قصيرة الزمن، نحو نموذج مصنع صغير من كويكب، أدى إلى توليد آثار مدمرة مماثلة لتفجير نووي يحدث على سطح كويكب حقيقي. وقد ظهر أن شكل التدمير الناجم عن الحرارة والضغط في الواقع الحقيقي سيكون مماثلا لنفس الآثار الناجمة عن التدمير في تجارب المحاكاة.
وعلى سبيل المثال فإن تدمير كويكب قطره 200 متر سيحتاج إلى قنبلة بقوة 3 ميغاطن من «تي إن تي»، وهذا ما يقابل إطلاق نبضة من الليزر بطاقة 500 جول لتدمير نموذج بقطر 8 - 10 مليمترات. وطور الباحثون نموذج الكويكبات الصناعية التي خضعت للتجارب بشكل مماثل لتركيبة الكويكبات الفضائية.



«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية
TT

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

في المستقبل، يمكن تغطية سيارتك الكهربائية بألواح شمسية -ليس فقط على السطح، ولكن في جميع أنحاء الجزء الخارجي من السيارة- بفضل طلاء خاص.

وسواء كنت تقود السيارة أو كانت متوقفة، يمكن لهذا الطلاء الشمسي حصاد الطاقة من الشمس، وتغذيتها مباشرة في بطارية السيارة الكهربائية. وربما يبدو الأمر وكأنه شيء من كتاب خيال علمي، إلا أن الباحثين في شركة «مرسيدس بنز» يعملون بالفعل على جعله حقيقة واقعة.

عجينة لطلاء شمسي

يقول يوشين شميد، المدير الأول لشركة «مستقبل القيادة الكهربائية» Future Electric Drive، للبحث والتطوير في «مرسيدس بنز» الذي يستكشف تقنيات السيارات الكهربائية في مرحلة مبكرة: «نحن ننتج مئات السيارات يومياً، وسطح السيارة مساحة كبيرة جداً. فلماذا لا نستخدمها لحصاد طاقة الشمس؟».

إن المادة الكهروضوئية التي تبحثها شركة مرسيدس تشبه العجينة التي يمكن وضعها على الجزء الخارجي للسيارة. يبلغ سمك الطلاء 5 ميكرومترات فقط (يبلغ متوسط ​​سمك شعرة الإنسان نحو 100 ميكرومتر)، ويزن 50 غراماً لكل متر مربع.

وقود شمسي لآلاف الكيلومترات

في سيارة رياضية متعددة الأغراض SUV متوسطة الحجم، ستشغل العجينة، التي تطلق عليها مرسيدس أيضاً طلاءً شمسياً، نحو 118 قدماً مربعة، ما ينتج طاقة كافية للسفر لمسافة تصل إلى 7456 ميلاً (12000 كم) في السنة. ويشير صانع السيارة إلى أن هذا يمكن أن يتحقق في «ظروف مثالية»؛ وتعتمد كمية الطاقة التي ستحصدها هذه العجينة بالفعل على قوة الشمس وكمية الظل الموجودة.

طلاء مرن لصبغ المنحنيات

ولأن الطلاء الشمسي مرن، فيمكنه أن يتناسب مع المنحنيات، ما يوفر فرصاً أكبر للطاقة الشمسية مقارنة بالألواح الشمسية الزجاجية التي لا يمكن ثنيها، وبالتالي لا يمكن تثبيتها إلا على سقف السيارة أو غطاء المحرك. يُعدّ الطلاء الشمسي جزءاً من طلاء متعدد الخطوات يتضمن المادة الموصلة والعزل والمادة النشطة للطاقة الشمسية ثم الطلاء العلوي لتوفير اللون (يشكل كل ذلك معاً عمق بـ5 ميكرونات).

لن تكون هذه الطبقة العلوية طلاءً قياسياً للسيارات لأنها لا تحتوي على صبغة. بدلاً من ذلك، ستبدو هذه الطبقة أشبه بجناح الفراشة، كما يقول شميد، وستكون مادة شديدة الشفافية مليئة بجسيمات نانوية تعكس الأطوال الموجية من ضوء الشمس. كما يمكن تصميمها لتعكس أطوال موجية محددة، ما يعني أن السيارات الكهربائية يمكن أن تأتي بألوان أخرى.

وسيتم توصيل الطلاء الشمسي أيضاً عن طريق الأسلاك بمحول طاقة يقع بجوار البطارية، الذي سيغذي مباشرة تلك البطارية ذات الجهد العالي.

تأمين أكثر من نصف الوقود

ووفقاً للشركة فإن متوسط سير ​​السائق هو 32 ميلاً (51.5 كم) في اليوم؛ هناك، يمكن تغطية نحو 62 في المائة من هذه الحاجة بالطاقة الشمسية من خلال هذه التكنولوجيا. بالنسبة للسائقين في أماكن مثل لوس أنجليس، يمكن أن يغطي الطلاء الشمسي 100 في المائة من احتياجات القيادة الخاصة بهم. يمكن بعد ذلك استخدام أي طاقة إضافية عبر الشحن ثنائي الاتجاه لتشغيل منزل شخص ما.

على عكس الألواح الشمسية النموذجية، لا يحتوي هذا الطلاء الشمسي على أي معادن أرضية نادرة أو سيليكون أو مواد سامة أخرى. وهذا يجعل إعادة التدوير أسهل. وتبحث «مرسيدس» بالفعل عن كيفية جعل إصلاحه سهلاً وبأسعار معقولة.

يقول شميد: «قد تكون هناك مخاوف من أن سيارتي بها خدش، فمن المحتمل أن لوحة الباب معطلة»، وتابع: «لذا اتخذنا احتياطاتنا، ويمكننا بسهولة القول إن لدينا تدابير مضادة لذلك».

ومع تغطية المركبات الكهربائية بالطلاء الشمسي، لن يكون هناك الكثير من القلق بشأن شبكات الشحن، أو الحاجة إلى قيام الناس بتثبيت أجهزة الشحن في منازلهم. ويقول شميد : «إذا كان من الممكن توليد 50 في المائة أو حتى أكثر من قيادتك السنوية من الشمس مجاناً، فهذه ميزة ضخمة ويمكن أن تساعد في اختراق السوق».

ومع ذلك، فإن حقيقة طلاء سيارتك الكهربائية بالطاقة الشمسية لا تزال على بعد سنوات، ولا تستطيع مرسيدس أن تقول متى قد يتم طرح هذا على طرازاتها، لكنها شركة واثقة من تحقيقها.

* مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً