طائرة آلية بالطاقة الشمسية تنجز أولى رحلاتها بنجاح

طائرة آلية بالطاقة الشمسية تنجز أولى رحلاتها بنجاح
TT

طائرة آلية بالطاقة الشمسية تنجز أولى رحلاتها بنجاح

طائرة آلية بالطاقة الشمسية تنجز أولى رحلاتها بنجاح

أتمَّت طائرة «فازا - 35» (PHASA – 35) العاملة بالطاقتين الكهربائية والشمسية التي يبلغ باع جناحها 35 متراً، أولى رحلاتها بنجاح مبهر. ويمهِّد هذا الطيران الاستثنائي الطريق للدور الكبير الذي ستلعبه هذه المركبة في تغيير المشهد السائد في صناعة الطيران والفضاء، لا سيما أنها تقدِّم مزيجاً بين الطائرات والأقمار الصناعية.
خاضت «فازا - 35» مراحل التصميم، والبناء، والطيران، في أقل من سنتين، في إطار شراكة بين «بي إيه إي سيستمز» المتخصصة في الصناعات الجوية والفضائية، وشركة «بريسماتيك» التي استحوذت عليها العام الماضي. تُقدِّم هذه الطائرة الاستثنائية الجديدة التي صُممت للتشغيل الآلي والطيران في طبقة «الستراتوسفير» (أي في الطبقة التي تعلو نشاط الطيران والمناخ التقليدي) بديلاً متيناً وزهيداً للأقمار الصناعية. كما أن مرونة الطيران التي تتمتع بها قد تتيح استخدامها في مجموعة من التطبيقات المهمة، كرصد حرائق الغابات، والمراقبة البحرية.
أُجريت اختبارات الطيران الناجحة التي خاضتها هذه الطائرة برعاية مختبر علوم وتكنولوجيا الدفاع في المملكة المتحدة، ومجموعة علوم وتكنولوجيا الدفاع الأسترالية، في محطة «ووميرا» التابعة للقوات الجوية الملكية الأسترالية في جنوب أفريقيا.
تضمنت التجارب أول اختبار طيران كامل وشامل لنظام طائرة «فازا - 35» الذي أثبت أهليته الكاملة بعد 20 شهراً فقط، انتقل فيها من التصميم إلى الطيران. وجاء هذا النجاح ليكلل جهود التعاون بين فريق من الخبراء البريطانيين من شركة «بريسماتيك» في هامبشاير التي شهدت بناء نموذجين كاملين من الطائرات العام الماضي، وفريق من مهندسي «بي إيه إي سيستمز» في لانكشر؛ حيث خاضت الطائرة اختباراً أولياً شاملاً سبق تجارب الطيران.
تنتمي «فازا - 35» إلى النوع العالي الارتفاع والتحمل الطويل من المركبات، وتستمد طاقتها من الشمس نهاراً، ومن البطارية ليلاً. تتيح البطارية بخدمتها الطويلة الأمد والطاقة الشمسية بفعاليتها العالية للطائرة التحليق لعام كامل في «الستراتوسفير»، أي المناطق العليا من مجال الأرض الجوي.صُممت هذه المركبة لتأمين منصة متينة ومتوازنة تستخدم في تطبيقات المراقبة، والاتصالات، والأمن. عندما تتصل الطائرة بتقنيات وموارد أخرى، ستزوِّد زبائنها في المجالين التجاري والأمني بقدرات غير متوفرة في المنصات الجوية والفضائية الحالية.
تعِد هذه الطائرة الآلية أيضاً باستخدامها في توصيل شبكات الاتصالات، كالجيل الخامس، وتوفير خدمات أخرى، كالإغاثة في حالات الكوارث، وحماية الحدود مقابل جزء بسيط جداً من الكلفة التي تتطلبها الأقمار الصناعية عادة لأداء هذه المهام.
من جهته، قال إيان مولدوني، مدير قسم الهندسة في شركة «بي إيه إي سيستمز»: «يعتبر نجاح اختبارات هذه الطائرة برهاناً أول على الإنجازات السريعة التي يمكن تحقيقها إذا اجتمعت المهارات البريطانية بعضها مع بعض. إن الانتقال من التصميم إلى الطيران في أقل من عامين يظهر أننا قادرون على الانتصار، في التحدي الذي وضعته الحكومة البريطانية أمام هذه الصناعة لتطوير نظام قتال جوي مستقبلي في العقد المقبل».
لا يزال أمام هذه الطائرة الخارقة جدول من تجارب الطيران المحددة في أواخر هذا العام، ومن المتوقع أن تدخل مرحلة التشغيل الاستهلاكي خلال 12 شهراً من إتمام برنامج الرحلات التجريبية.



مصاعد فضائية لرحلات جماعية إلى القمر

رسم تخيلي للمصعد القمري
رسم تخيلي للمصعد القمري
TT

مصاعد فضائية لرحلات جماعية إلى القمر

رسم تخيلي للمصعد القمري
رسم تخيلي للمصعد القمري

حتى مع انخفاض أسعار رحلات الفضاء بشكل كبير في ثلاثينات القرن الحادي والعشرين المقبلة، فإن التكاليف البيئية والمالية المترتبة على استخدام الصواريخ المعبأة بوقود كيميائي للإفلات من جاذبية الأرض، كانت سبباً في إعاقة التوسع البشري إلى القمر وما بعده. كما كان هناك أيضاً غضب واسع النطاق من أن استكشاف الفضاء أصبح حكراً على الأغنياء، ما أدى إلى الرغبة في إضفاء «الطابع الديمقراطي» على الوصول إلى الفضاء.

مصاعد فضائية

كان الحلم، منذ قرون، أن نبني مصعداً فضائياً لنقلنا من الأرض إلى الفضاء من دون استخدام الصواريخ. ولكن كيف يمكن بناؤه، وأين؟ كانت التحديات الهندسية، جنباً إلى جنب مع العقبات السياسية، بالغة الضخامة. وكانت الإجابة تتلخص في قلب الفكرة وبناء خط واصل من سطح القمر إلى مدار الأرض... كل ما عليك فعله هو أن تنتقل من الأرض إلى نهاية الخط الواصل ثم القفز إلى ترام يعمل بالطاقة الشمسية والتحرك على طول المسار إلى القمر.

لكن تظل هناك حاجة إلى الصواريخ للوصول إلى النهاية المتدلية للخط الواصل، ولكن بما أن تلك الصواريخ لن تضطر إلى الإفلات تماماً من جاذبية الأرض، فانها ستحتاج إلى وقود أقل بكثير.

وكتب روان هوب في مجلة «نيو ساينتست» العلمية، وعلى عكس التصميمات التقليدية للمصاعد الفضائية، أن الخط الذي تسير عليه لم يكن بحاجة إلى ثقل موازن عملاق، يكون الضغط على الكابل أقل بكثير، وتكون المواد اللازمة لجعل هذا الأمر حقيقة متاحة، وأصبحت الفكرة قابلة للتطبيق بحلول عام 2040.

بمجرد بنائه، يصبح من الممكن نقل البشر والبضائع من الأرض بواسطة الصواريخ إلى الخط الواصل ثم إلى القمر، مع خفض إجمالي كمية الوقود اللازمة لنقل شيء ما من عالمنا إلى القمر الطبيعي بمقدار الثلثين. وأدى انخفاض الأسعار الناجم عن ذلك إلى تغيير جذري فيما يمكن القيام به في الفضاء ومن يمكنه أن يذهب من البشر.

خط قمري

يتم تصميم قاعدة أول خط قمري واصل بالقرب من القطب الجنوبي للقمر، على الجانب القريب من القمر، حيث يجري إنشاء العديد من القواعد القمرية في ثلاثينات القرن الحادي والعشرين للاستفادة من الضوء شبه الثابت في القطب الجنوبي والاحتياطيات الكبيرة من المياه المتجمدة في فوهة «شاكلتون».

على عكس قواعد القمر، التي ترتبط بالشركات الخاصة والدول على الأرض، يعد المصعد مورداً مشتركاً. وقد تم بناؤه بموجب قوانين وضعتها المنظمات غير الحكومية مثل مؤسسة «من أجل كل أنواع القمر» For All Moonkind ومؤسسة «القمر المفتوح» Open Lunar Foundation، والمنظمات المناظرة في المناطق المساهمة الرئيسية (الهند، واليابان، والصين، والاتحاد الأوروبي).

إن الخط الواصل يتصل بالقمر عبر نقطة «لاغرانج» القمرية «إل 1». هذه هي المناطق في الفضاء حيث تتوازن الجاذبية للقمر والأرض، ولا تكون هناك حاجة إلى الوقود للحفاظ على موضع الجسم.

في الواقع، فإن هذه النقطة هي عبارة مواقف سيارات في الفضاء، ومن ثمّ فهي مواقع مفيدة للغاية للمستودعات والموانئي الفضائية. الخط الواصل - أو السلم القمري Lunar Ladder، أو الممشى القمري MoonWalk، أو «عصا الجبن» Cheese Stick، كما كان يُطلق عليه بشكل مختلف - تم بناؤه في وقت واحد من مستودع فضائي في «إل 1» والقاعدة على سطح القمر. وتم اختيار البوليمر الاصطناعي فائق القوة «إم 5» كمادة، لتسليم آلاف الأطنان منه إلى «إل 1» للبناء.

كل ما عليك فعله هو الانتقال من الأرض إلى نهاية الخط الواصل والقفز إلى الترام الشمسي والتحرك على طوله إلى القمر.

تطورات المصعد القمري التاريخية

أثار هذا المشروع عدة تطورات مفيدة. كانت الصواريخ الكيميائية، التي توفر قوة دفع كافية للخروج من سطح كوكب، لا تزال قيد الاستخدام للوصول إلى مدار الأرض المنخفض، ولكن بعد ذلك، انضمت المحركات الأيونية إلى المصعد، ثم استُخدمت بعد ذلك للتحرك في جميع أرجاء النظام الشمسي. تولد هذه المحركات قوة دفع عن طريق تسريع الذرات المشحونة كهربائياً عبر حقل كهربائي، وكانت تعمل بالطاقة الشمسية، ولقد سمح هذا باستكشاف الكون الواسع على نحو أقل تكلفة وأكثر عمقاً.

يرجع أول اقتراح للمصاعد الفضائية إلى عام 1895، في تجربة فكرية ابتكرها رائد الفضاء الروسي «كونستانتين تسيولكوفسكي». كتب تسيولكوفسكي في عام 1911 يقول: «الأرض مهد الإنسانية، ولكن البشرية لا يمكن أن تبقى في المهد إلى الأبد». وقد أجري أول اختبار لهذه التكنولوجيا عام 2018، مع ظهور مشروع «STARS - Me»: القمر الاصطناعي الآلي المستقل المربوط بالفضاء - المصعد المصغر».

حدث هذا بجوار محطة الفضاء الدولية، باستخدام تصميم من قبل الباحثين في جامعة شيزوكا في اليابان. ويتكون من قمرين اصطناعيين صغيرين متصلين بكابل طوله 11 متراً مع زاحف يتنقل بينهما.

في ثلاثينات القرن الحادي والعشرين، عندما تبدأ بعثات «أرتميس» إلى القمر، سيتم بناء محطة «البوابة الفضائية» في المدار القمري، وأصبح هذا حجر انطلاق لمستودع «إل 1».

إن الخط الواصل يلعب دوراً محورياً في إضفاء الطابع الديمقراطي على الفضاء، إذ يصبح الذهاب إلى القمر للعمل أو قضاء وقت الفراغ شيئاً يمكن لأي شخص تقريباً فعله إذا أراد. ويتبع ذلك تحقيق اختراقات علمية من إنشاء قاعدة أبحاث في «إل 1»، ويتم نقل العمليات المدمرة - مثل التعدين - خارج كوكب الأرض. فقد تم نقل جزء كبير من البنية الأساسية الصناعية الملوثة للأرض - لا سيما منشآت الخوادم التي تدعم الطلب على الكومبيوترات - إلى القمر، حيث يمكن استخدامها بكفاءة أكبر بواسطة الطاقة الشمسية.