أقمار صناعية في مدارات منخفضة لتأمين اتصالات الإنترنت على الأرض

أقمار صناعية في مدارات منخفضة لتأمين اتصالات الإنترنت على الأرض
TT

أقمار صناعية في مدارات منخفضة لتأمين اتصالات الإنترنت على الأرض

أقمار صناعية في مدارات منخفضة لتأمين اتصالات الإنترنت على الأرض

نادراً ما تدخل شركة «أمازون» إلى سوق جديدة لم يتم اختبارها مسبقا من قبل الشركات الناشئة. وعندما أعلنت الشركة أخيراً أنها تخطط لإطلاق آلاف الأقمار الصناعية لإنشاء شبكة اتصالات الإنترنت للمستخدمين على الأرض، لم يكن صعباً أن نتوقع اسم الشركة التي شكلت مصدر الإلهام لـ«أمازون».
- اتصالات فضائية
تشغل شركة «إس إي إس نتووركس» SES Networks، عملاق الأقمار الصناعية ومقرها مدينة لوكسمبورغ، شبكتها الخاصة من الأقمار الصناعية «أو 3 بي». (O3b) منذ عام 2016، التي تضم اليوم 20 قمراً صناعياً للاتصالات. وقد تولى إطلاق الأقمار الأربعة الأخيرة منها شركة صناعة الصواريخ الأوروبية «أريانيسبيس» من مطار فضائي في غويانا الفرنسية، في اليوم نفسه الذي أعلنت فيه «أمازون» عن دخولها في هذا المجال.
يختصر اسم «أو 3 بي» عبارة «ثلاثة مليارات أخرى» (O3b=Other Three Billion) باللغة الإنجليزية. وهو يشير إلى عدد سكان العالم غير المتصلين بالإنترنت والذين استهدفتهم الشركة عند تأسيسها من قبل غريغ وايلر عام 2007، بدعم من «إس إي إس»، ومستثمرين آخرين.
تأتي معظم أقمار الاتصالات الصناعية في العادة، بحجم كبير وتعمل من مدارات شديدة الارتفاع تعرف باسم «المدار الجغرافي الثابت» (مدار دائري على ارتفاع 35.786 كيلومتر، أي 22.236 ميل فوق خط الاستواء)؛ لأن المعدات الفضائية عند ذلك الارتفاع تتحرك بنفس سرعة دوران الأرض، وتتعلق على نقطة واحدة.
- مدار منخفض
وقد تولت شبكة «أو 3 بي» استخدام الأقمار الصناعية في مدار «جغرافي غير ثابت»، لتوفير الخدمة نفسها وبمشاكل أقل في السرعة من خلال التحليق على ارتفاعات توصلها إلى مدارات الأرض المتوسطة، أي على نحو 8000 كيلومتر بدلاً من ارتفاعها لثلاثة أضعاف المسافة كما الأقمار الصناعية الأخرى.
أُطلق وايلر أول أقماره الصناعية عام 2013، وبحلول عام 2016، باع شركته بالكامل لـ«إس إي إس»... وأثبت النجاح التجاري والعلمي الذي حققته شبكة «أو 3 بي»، أن الأقمار الصناعية قادرة على منافسة كابلات لألياف البصرية (الفايبر أوبتيك) الأرضية في تأمين البنية التحتية اللازمة للشبكات العالمية.
في إطار حديث أجراه مع موقع «كوارتز» حول شبكة «أو 3 بي»، التي انضم إليها قبل الاستحواذ عليها من قبل الشركة الكبرى، قال جون بول هيمينغوي، الرئيس التنفيذي لشبكات «إس إي إس»: «لقد رأينا أنفسنا رواداً». وقد كان على الشركة أن تثبت قدرتها على شراء أكثر من عشرة أقمار صناعية منخفضة الكلفة في الوقت الذي تتميز فيه معظم المركبات الفضائية بتصميم فريد وكلفة باهظة وقدرة على تطوير تقنية للمستخدمين على الأرض للاتصال بأقمار صناعية متحركة كثيرة بدلاً من قمر واحد.
بعد تركه شبكة «أو 3 بي»، ذهب وايلر لتوقيع اتفاقية شراكة مع شركتي «غوغل» و«سبيس إكس» لصاحبها إيلون ماسك قبل أن يؤسس شركته الخاصة «وان ويب» لإطلاق نسخة جديدة وأكثر طموحاً من مقاربة «الأقمار الصناعية في المدار الجغرافي غير الثابت»، تضم آلاف الأقمار الصناعية الأصغر حجماً لتوفير الإنترنت، التي تحلق على ارتفاع آلاف الكيلومترات فوق الأرض وفي مدارها المنخفض.
وتعمل «سبيس إكس» اليوم على تطوير شبكة مشابهة تحمل اسم «ستارلينك» بالتزامن مع جهود مشابهة لمنافسيها، ومن بينها شركة «تيليديسيك» الكندية و«بوينغ» و«أمازون».
- مدارات متوسطة
لكن بدلاً من اللحاق بتلك الشركات المتنافسة المحتملة في إطلاق شبكات الأقمار الصناعية الكبرى القريبة من الأرض، تخطط شركة «إس إي إس»، لتوسيع شبكة «أو 3 بي» بأقمار أخرى في مدار الأرض المتوسط. وقد لا تملك هذه الأقمار ميزة القرب نفسها، لكن هيمينغوي يقول إن أقماره الصناعية موجودة في أفضل المواقع لجهة الكفاءة وفاعلية الكلفة.
وأضاف هيمينغوي: «اخترنا بوضوح ألا نذهب إلى مدار الأرض المنخفض (لتفادي) التعقيدات في الشبكات التي نقوم بإنشائها، وستعمل التقنية لإطلاق مئات أو ربما الآلاف من هذه الأقمار الصناعية».
وكما «أو 3 بي»، ركز عرض «أمازون» العلني الأول على توفير اتصال الإنترنت للمجتمعات المحرومة. لكن حقيقة سوق الاتصالات هي التالية: تخصص شركات كـ«أو 3 بي» القدر نفسه من الوقت نفسه للعمل مع مزودي الاتصالات المدنيين والمؤسسات العسكرية، إلى جانب زبائن آخرين، مثل الشركات الصانعة للسفن البحرية. وتجدر الإشارة إلى أن هذه الأخيرة شكلت مصدراً كبيراً لعائدات «أو 3 بي»، التي حققت عن طريقها ما يقارب 800 مليون يورو (897 مليون دولار) العام الماضي.
ويقول هيمينغوي الذي أجرى مقابلته مع «كوارتز» قبل إعلان «أمازون»، إن هدف شركته هو تعميم أقمار الاتصالات الصناعية قبل التبني العالمي لتقنية الجيل الخامس (5G)، شارحاً أن «الاستثمار في البرمجة والذكاء لصناعة نسخ مطابقة للشبكات الأرضية أو حتى التفوق عليها، هو النقطة التي يجب أن تصل إليه صناعتنا».

- «كوارتز»، خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

باحثون: أقمار ماسك الاصطناعية تعوق البحث الفلكي و«تحجب» رؤية الكون

علوم توفر أقمار «ستارلينك» اتصال إنترنت سريعاً في جميع أنحاء العالم (أ.ف.ب)

باحثون: أقمار ماسك الاصطناعية تعوق البحث الفلكي و«تحجب» رؤية الكون

قال باحثون هولنديون إن الموجات الراديوية الصادرة عن شبكة أقمار «ستارلينك» الاصطناعية التابعة للملياردير الأميركي إيلون ماسك، تعوق قدرة العلماء على رؤية الكون.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
شؤون إقليمية صورة نشرتها وزارة الدفاع الإيرانية لعملية إطلاق الصاروخ الذي يحمل الأقمار الاصطناعية الثلاثة في محطة سمنان الفضائية في يناير الماضي (إ.ب.أ)

إيران تطلق قمرها الاصطناعي الثاني هذا العام

نقلت «رويترز» عن وسائل إعلام رسمية أن إيران أطلقت قمرها البحثي «جمران - 1» إلى مداره، اليوم (السبت)، وهو ثاني إطلاق ناجح لقمر قمر اصطناعي هذا العام.

«الشرق الأوسط» (لندن)
أوروبا صاروخ «سبيس إكس (فالكون 9)» خلال انطلاقه إلى الفضاء (حساب «سبيس إكس» على منصة «إكس»)

بريطانيا: سنشارك صور أول قمر اصطناعي مملوك للجيش مع الحلفاء

قالت وزارة الدفاع البريطانية، السبت، إن الصور التي جمعها أول قمر اصطناعي للجيش البريطاني ستتم مشاركتها مع الحلفاء.

«الشرق الأوسط» (لندن)
شؤون إقليمية قمر اصطناعي يدور حول الأرض (أرشيفية - رويترز)

إيران تسعى للحصول على مساعدة الصين في ملف «أقمار التجسس»

قال مسؤولون أمنيون غربيون إن إيران تسعى إلى تطوير شراكات مع شركتين صينيتين للأقمار الاصطناعية، في محاولة لتوسيع قدراتها على المراقبة البعيدة وجمع المعلومات.

العالم قمر اصطناعي يدور حول الأرض (أرشيفية- رويترز)

تحليل: المصالح الأميركية في مرمى أسلحة روسيا «المضادة للفضاء»

منذ أوائل العام الحالي بدأ مسؤولون أميركيون يتحدثون عن رصد تحركات روسيا لنشر أسلحة في الفضاء تستهدف الأقمار الاصطناعية.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)

«نظام هجين» لتحلية المياه بالطاقة الشمسية والرياح

الطرق المعتمدة على الطاقة المتجددة يمكنها تحلية المياه بشكل مستدام (رويترز)
الطرق المعتمدة على الطاقة المتجددة يمكنها تحلية المياه بشكل مستدام (رويترز)
TT

«نظام هجين» لتحلية المياه بالطاقة الشمسية والرياح

الطرق المعتمدة على الطاقة المتجددة يمكنها تحلية المياه بشكل مستدام (رويترز)
الطرق المعتمدة على الطاقة المتجددة يمكنها تحلية المياه بشكل مستدام (رويترز)

يُعد الوصول إلى مياه نظيفة حقاً أساسياً، لكن العديد من المناطق، خاصة الجافة والنائية، تواجه صعوبات الحصول عليها. وفي هذا السياق، ظهرت تقنيات مُبتكرة تعتمد على الطاقة المتجددة لتحلية المياه بشكل مستدام، في مقدمتها الطاقة الشمسية. وكشفت دراسة أجراها باحثون مصريون عن فاعلية نظام هجين لتحلية المياه يعتمد على التقطير الشمسي والتناضح العكسي، ويعمل بواسطة توربينات الرياح والألواح الشمسية، لإنتاج المياه العذبة بشكل مستدام، وخاصة للمناطق القاحلة ذات الموارد المائية المحدودة.

يدمج هذا النظام الجديد بين أجهزة التقطير الشمسية وتكنولوجيا التناضح العكسي، التي تعمل بواسطة الألواح الكهروضوئية وطواحين الهواء، والتي يتم إدارتها بواسطة نظام تحكم آلي متقدم.

نظام تحكم آلي

ومن خلال تسخير طاقة الشمس والرياح، يمكن للنظام أن يعمل بشكل مستقل، ما يقلل من الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية ويخفض التلوث البيئي. ونشرت النتائج، في عدد 24 سبتمبر (أيلول) 2024، من دورية (Sustainable Energy Technologies and Assessments).

يستخدم التقطير الشمسي الطاقة الشمسية لتبخير مياه البحر أو المالحة، تاركاً الشوائب خلفه، بينما يتم تكثيف البخار إلى مياه عذبة تُنقى لاحقاً بواسطة التناضح العكسي، الذي يزيل الأملاح والملوثات المتبقية. ويعتمد تحسين أداء التقطير الشمسي على تحسين عمليات التبخير والتكثيف، وقد أظهرت طرق تبريد الغطاء فاعلية في تعزيز عملية التكثيف.

وخلال الدراسة تم تطبيق نظام تحكم ذاتي لإدارة عمليات تحلية المياه في الوقت الفعلي، ما يضمن أداءً قوياً ومستداماً.

وزُودت الألواح الشمسية بنظام تبريد آلي لزيادة كفاءتها؛ حيث يعمل هذا النظام على تقليل درجة حرارة الألواح الكهروضوئية، ما يحسن من توليد الطاقة. علاوة على ذلك، تم دمج تقنية التقطير الشمسي في النظام مع آليات التسخين المسبق وتبريد الغطاء لتعزيز إنتاج المياه العذبة. وتهدف هذه الآليات إلى زيادة إنتاج المياه إلى أقصى حد.

كما تم تحسين عملية التناضح العكسي بتغذية وحدة التناضح العكسي بالمياه المسخنة مسبقاً من أجهزة التقطير الشمسي، ما يقلل استهلاك الطاقة ويزيد من إنتاج المياه. ويستفيد النظام المبتكر من كل من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح؛ حيث توفر توربينات الرياح طاقة مستمرة لضمان عدم انقطاع عملية التحلية.

تحسين الكفاءة

ووفقاً للدكتور سويلم شرشير، الباحث المشارك في الدراسة من قسم الهندسة الميكانيكية بكلية الهندسة بجامعة كفر الشيخ، أظهرت الدراسة أن النظام الهجين حسّن الكفاءة؛ حيث حقق إنتاجاً يومياً قدره 303.59 لتر لكل متر مربع.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن نظام التبريد الآلي للألواح الكهروضوئية ساهم في خفض درجة حرارتها بمقدار 18.7 درجة مئوية، ما أسفر عن تقليل استهلاك الطاقة النوعية إلى 1.99 كيلوواط ساعة لكل متر مكعب من المياه المعالجة؛ ما يعكس الكفاءة العالية للنظام في استخدام الطاقة، وهو تحسين كبير مقارنة بأساليب تحلية المياه التقليدية. كما أظهرت النتائج أن نظام تبريد الألواح الشمسية أدى إلى تحسين ملحوظ في الكفاءة، بالإضافة إلى أن أجهزة التقطير الشمسية المزودة بالتسخين المسبق وتبريد الغطاء حققت معدلات إنتاج مياه عذبة أعلى، بزيادة نسبتها 21.89 في المائة مقارنة بالأنظمة التقليدية.

من جانبه، قال الدكتور أشرف أمين، الباحث الرئيسي للدراسة من قسم الهندسة الميكانيكية بكلية الهندسة جامعة سيناء، فرع العريش في مصر، إن الدراسة أجريت باستخدام بيانات مناخية حقيقية من مدينة العريش في شمال سيناء.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن النتائج كشفت عن أن هذا النهج الهجين لا يعزز إنتاج المياه فحسب؛ بل يقلل أيضاً من التأثير البيئي من خلال تقليل الاعتماد على مصادر الطاقة غير المتجددة.

وأشار إلى أن نتائج الدراسة تبرز فاعلية النظام الهجين في تحسين إنتاج المياه العذبة وتقليل استهلاك الطاقة، ما يجعله خياراً مستداماً وواعداً لتلبية احتياجات المناطق الجافة والنائية والصحراوية من المياه النظيفة، ودعم الجهود العالمية لمكافحة ندرة المياه وتغير المناخ.