«الأمل» يواجه أخطر 27 دقيقة في الرحلة نحو المريخ

خبير يشرح لـ «الشرق الأوسط» صعوبة ولوج المسبار إلى مدار الكوكب

«الأمل» يواجه أخطر 27 دقيقة في الرحلة نحو المريخ
TT

«الأمل» يواجه أخطر 27 دقيقة في الرحلة نحو المريخ

«الأمل» يواجه أخطر 27 دقيقة في الرحلة نحو المريخ

يدخل مسبار الأمل الإماراتي غداً (الثلاثاء) مرحلة الحسم في مهمته نحو الولوج إلى مدار كوكب المريخ، وهي المهمة التي تحيط بها صعوبات قد تجعل فرص نجاحها 50 في المائة.

فرص النجاح
وقبل أيام استبق الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم، نائب رئيس الإمارات ورئيس مجلس الوزراء، وحاكم إمارة دبي، هذه المرحلة الحاسمة، بقوله في تغريدة كتبها على حسابه الرسمي بموقع «تويتر»: «نسبة النجاح المتوقعة لدخول مسبار الأمل مدار المريخ 50 في المائة، ولكننا حققنا 90 في المائة من أهدافنا في بناء كوادرنا ومعارفنا».
واجتاز المسبار بنجاح مرحلة الإطلاق، وكان الفريق العامل على المشروع يملك خلال هذه المرحلة أكثر من فرصة، حيث كانت نافذة الإطلاق ممتدة إلى ثلاثة أسابيع، كان يمكن خلالها التأجيل وإعادة المحاولة، كما حدث بالفعل، ولكن الأمر يبدو مختلفاً مع المرحلة الأخطر في الرحلة نحو المريخ، وهي مرحلة الولوج إلى مدار الكوكب الأحمر.
وقال عمران شرف، مدير مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ في إحاطة إعلامية يوم 3 فبراير (شباط): «على عكس مرحلة الإطلاق، التي كان يوجد بها أكثر من فرصة، يوجد أمامنا في مرحلة الولوج إلى مدار المريخ فرصة واحدة فقط، فإذا لم نستطع إبطاء سرعة المسبار إلى الحد المطلوب وإدخاله إلى المدار بالاتجاه الصحيح، ربما نفقد المسبار في الفضاء العميق أو قد يصطدم بسطح المريخ».

مرحلة حاسمة
ويمر المسبار منذ إطلاقة بعده مراحل وصولاً إلى هذه المرحلة الحاسمة، والتي تبلغ مدتها 27 دقيقة، فبعد الإطلاق من جزيرة تانيغاشيما اليابانية، بدأت المرحلة الثانية بالتخلص من صاروخ الإطلاق ووضع المسبار في مدار الأرض حتى تتم عملية الاصطفاف الدقيق مع المريخ، ليتم توجيهه في الاتجاه الصحيح نحو الكوكب الأحمر.
وبعد عملية التوجيه نحو الكوكب، خضع المسبار لمتابعة مستمرة من فريق العمليات الأرضية، الذي أجرى سلسلة مناورات لتحسين مسار المسبار إلى المريخ تُعرف باسم «مناورات تصحيح المسار».
وقبل 27 دقيقة من وصول الكوكب إلى مدار المريخ تأتي المرحلة الأصعب، والتي تتطلب تقليل سرعة المسبار من 121 ألف كيلومتر في الساعة إلى 18 ألف كيلومتر في الساعة، حتى يتمكن من الولوج إلى مدار المريخ دون أن تقذفه جاذبية الكوكب في الفضاء العميق، وفي هذه المرحلة سيتم حرق نصف كمية الوقود الموجودة في خزانات المسبار لإبطائه إلى الحد الذي يسمح بإدخاله في مدار الالتقاط.

مدار المريخ
وتكمن صعوبة هذه المرحلة، كما يشير الدكتور علاء النهري، نائب رئيس المركز الإقليمي لتدريس علوم وتكنولوجيا الفضاء بالأمم المتحدة، إلى أنها تحتاج إلى حسابات دقيقة جداً، لإبطاء السرعة عبر أنظمة الدفع الخاصة بالمسبار، وإذا حدثت أي مشكلة في هذه الحسابات يمكن أن يتم فقد المسبار.
ويقول د. النهري في تصريحات خاصة لـ«الشرق الأوسط»، إن التجهيز لهذه المرحلة يتم خلاله حساب الوقت الذي تستغرقه الإشارة التي يتم إرسالها من المحطة الأرضية إلى المسبار لإبطاء سرعته، لتتم بعد ذلك عملية الدخول إلى المدار دون أي تدخل من فريق المشروع، ولن تكون هناك إمكانية وقتها من التعامل مع المسبار لأن الإشارات الصادرة منه تستغرق مدة تتراوح بين 13 إلى 26 دقيقة للوصول إلى الأرض.
ويضيف أنه «بمجرد اكتمال عملية الدخول إلى مدار المريخ سيكون المسبار محجوباً بواسطة الجانب المظلم من المريخ وعندما يخرج المسبار من هذا الجانب يمكن إعادة الاتصال به مرة أخرى، وعندها فقط يمكن للفريق التأكد من نجاح مناورة الدخول إلى مدار الالتقاط حول المريخ».
وإذا كان الوصول إلى مدار المريخ، ومن ثم قيام المسبار بأداء المهمة العلمية التي أرسل من أجلها، يمثل نجاحاً بالعلامة الكاملة، فإن عدم تحقيق ذلك، لا يعني أن الإمارات خرجت صفر اليدين من هذه المهمة، كما يؤكد النهري.
ويقول: «النجاح الذي تحقق في مرحلة الإطلاق ثم التوجيه نحو الكوكب، يعني أن الإمارات خطت خطوات كبيرة ومهمة على طريق الوصول لأداء المهمة العلمية على الكوكب الأحمر، حتى وإن لم تصل إلى نهاية هذا الطريق».
وتاريخ الرحلات إلى المريخ حافل بالإخفاقات وصولاً إلى تحقيق النجاح في النهاية، فالاتحاد السوفياتي السابق، وصل إلى المريخ في عام 1971 بعد أن أطلق 10 محاولات فاشلة خلال 11 عاماً بداية من عام 1960. ولم تحقق روسيا بعد تفكك الاتحاد السوفياتي نجاحاً كاملاً في الوصول إلى المريخ، أما الولايات المتحدة صاحبة أكبر سجل من المحاولات الناجحة من الوصول إلى المريخ، فلم تخل مسيرتها أيضاً من الفشل.



لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»