الصين تطمح إلى «الانسجام السماوي» في الفضاء

حققت نقلة نوعية في أبحاث الكون

نموذج محطة الفضاء الصينية التي سيجري تجميعها في الفضاء
نموذج محطة الفضاء الصينية التي سيجري تجميعها في الفضاء
TT

الصين تطمح إلى «الانسجام السماوي» في الفضاء

نموذج محطة الفضاء الصينية التي سيجري تجميعها في الفضاء
نموذج محطة الفضاء الصينية التي سيجري تجميعها في الفضاء

أطلقت الصين الخميس الماضي مركبة «شينتشو - 12» وعلى متنها ثلاثة رواد فضاء في صاروخ «لونغ مارش - 2FY12» من مركز جيوغوان لإطلاق الأقمار الصناعية في منغوليا الداخلية. وكانت هذه الدفعة الأولى من رواد الفضاء الذين سيصلون إلى وحدة «تيانهي» (تعني «الانسجام، أو التناغم، السماوي» باللغة العربية) التي تزن 22 طناً وأطلقت إلى مدار الأرض المنخفض في أبريل (نيسان)، وتنتظر حالياً تجميعها وبناءها في المدار لاستكمال محطة «تيانغونغ» الصينية الفضائية بحلول العام المقبل.
محطة فضائية صينية
تلعب «تيانهي» دور مركز الإدارة والتحكم وتتسع لثلاثة رواد فضاء يقضون مدة تتراوح بين ثلاثة وستة أشهر، والتي ستكون أطول إقامة فضائية لرواد صينيين في مدار الأرض المنخفض إذا ما تكللت بالنجاح. وكانت الإقامة الأطول السابقة لرواد فضاء صينيين في مدار الأرض المنخفض، استمرت لثلاثة وثلاثين يوما على متن وحدة «تيانغونغ 2». وتجدر الإشارة إلى أن «تيانهي» هي أكبر سفينة فضائية بنتها الصين وأطلقتها إلى الفضاء حتى يومنا هذا.
ومن المفترض أن تتصل الوحدتان المخبريتان الإضافيتان «وينتيان» (وتعني بالعربية «طلب السماء») و«منغتيان» (وتعني بالعربية «الحلم بالسماء») بـ«تيانهي» بحلول عام 2022، ليبلغ وزنها مجتمعة 66 طناً. وبعد التحام المركبات الفضائية بـ«تيانهي» خلال بعثات التحميل ونقل البعثات البشرية الأخرى، سيرتفع الوزن حتى 100 طن. صممت محطة «تيانغونغ» الفضائية لتدوم عشر سنوات، ويمكن تمديد فترة خدمتها حتى 15 سنة بتنفيذ الصيانات والتعديلات اللازمة. وفي ظل الحديث عن تقاعد المحطة الفضائية الدولية التي ينتهي تمويلها في عام 2024، يبدو أن المحطة الصينية ستكون الخيار الوحيد للوجود البشري والبحث العلمي في مدار الأرض المنخفض بعد هذا التاريخ.
قدرات الصين الكونية
تعتبر محطة «تيانغونغ» الفضائية تطوراً مهماً جداً في البنية التحتية الفضائية الصينية.
> أولاً، تعتزم الصين تطوير قدراتها لتجميع محطة فضائية على شكل حرف «T» اللاتيني مؤلفة من وحدات عدة، وللتوصل إلى سبل لدعم الحياة البشرية في مدار الأرض المنخفض لفترات طويلة. وسيتعلم الرواد الصينيون القيام بنشاطات خارج المركبات، والعمل مع الأذرع الميكانيكية لتنفيذ عمليات التركيب والاختبار والتحديث في المدار. وفي تصريح رسمي له، قال باي لينهو، نائب رئيس قسم تصميم المحطة الفضائية الصينية في الأكاديمية الصينية لتكنولوجيا الفضاء، والتي تعمل تحت إشراف شركة الصين للعلوم والتقنيات الجوفضائية: «سنتعلم كيف نجمع ونشغل ونصون المركبات الفضائية في المدار، ونعتزم تحويل «تيانغونغ» إلى مختبر فضائي بمستوى حكومي يدعم الإقامة الطويلة لرواد الفضاء والتجارب والتطبيقات العلمية والتقنية العالية المستوى... ومن المتوقع أيضاً أن تساهم هذه المحطة في تطوير واستخدام الموارد الفضائية سلمياً بالتعاون مع دول أخرى، بالإضافة إلى تعزيز التقنيات والتجارب الخاصة باستكشافات الصين المستقبلية في الفضاء العميق». وسيعمد رواد الفضاء الصينيون للمرة الأولى إلى إعادة تدوير البول وتحويله إلى مياه مقطرة، وزيادة صفائها لاستخدامها في التوليد الكهربائي للأكسجين. تعتبر هذه الخطوة جديدة بالنسبة للصين منذ إرسالها لأولى بعثتها البشرية الأولى إلى محطة «تيانغونغ 2» ومعها مخزون من المياه والأكسجين من الأرض، لأن إقامة روادها كانت قصيرة. ولكن البعثات التي ستمتد لستة أشهر تتطلب نظاماً أكثر تطوراً للحياة الفضائية. تساعد إعادة تدوير المياه في تخفيف عبء سفن الشحن، وتقلص التكاليف التشغيلية للمحطة الفضائية.
غزو القمر
> ثانياً، سيساهم تطوير تقنيات المحطة الفضائية لتشمل نظام دعم حياتي في توسيع قدرات الصين الفضائية لتحقيق أهدافها على القمر، والتي تتضمن قاعدة روبوتية للأبحاث وتواجدا بشريا على سطحه. وأضاف باي في تصريحه: «يعتبر نظام الدعم الحياتي ضرورةً لا غنى عنها لرواد الفضاء للبقاء على القمر أو استكشاف الفضاء العميق. سنطور هذه التقنية خطوةً بخطوة، بدءاً من إعادة تدوير المياه والأكسجين في «تيانغونغ»، وصولاً لزراعة الخضراوات والمحاصيل في الفضاء لتحقيق اكتفاء ذاتي تدريجي من الغذاء».
> ثالثاً، يتمتع بناء المحطة الفضائية الصينية بأهمية استراتيجية دولية لأنه يؤمّن بديلاً للمحطة الفضائية الدولية لإجراء الأبحاث العلمية في الفضاء وإطلاق رواد فضائيين من دول حليفة للصين. وكانت الصين، بالتعاون مع مكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي، قد أطلقت في مايو (أيار) 2018، دعوة لاستضافة الراغبين بإجراء تجارب علمية في محطتها الفضائية. اختارت الصين تسعة من أصل 42 طلبا قدمت لهذه الغاية من مؤسسات في بلجيكا والصين وفرنسا، وألمانيا، والهند، وإيطاليا، واليابان، وكينيا، وهولندا، والنرويج، والمكسيك، وبولندا، والبيرو، وروسيا، والمملكة العربية السعودية، وإسبانيا، وسويسرا. يسعى مقدمو هذه الطلبات إلى إجراء أبحاث في مجالات عدة أبرزها الطب، والهندسة الحيوية، والجاذبية الصغرى، وآثار الإشعاعات الفضائية، وزراعة النبات. ومن المقرر أن تستضيف محطة «تيانغونغ» 14 منفذا داخليا، و50 منفذا خارجيا للتجارب العلمية الفضائية.
طاقة شمسية فضائية
> رابعاً، ستساعد اللوجيستيات المخصصة للبناء والتجميع في المدار في تطوير محطة فضائية صينية شاملة ترقى إلى مستوى الأهداف التي حددتها الدولة في بناء أقمار صناعية عاملة بالطاقة الشمسية في المدار الأرضي الجغرافي المتزامن، وإرسال بعثات مستقبلية إلى القمر والمريخ والكويكبات. لعب نظام «بيدو» الملاحي الذي طورته الصين مثلاً، دوراً أساسياً في إطلاق والتحام سفينة الشحن الفضائية «تيانزو 2» التي حملت حوالي 6.8 طن من المؤن، مع وحدة «تيانهي» في 29 مايو (أيار) الفائت. وعلى عكس «تيانزو 1» التي احتاجت ليومين للوصول وتطلبت مساعدة بشرية للالتحام مع «تيانغونغ 2» في عام 2017، نجحت «تيانزو 2» في إرشاد نفسها آلياً والالتحام مع «تيانهي» في غضون ثماني ساعات من إطلاقها، باستخدامها بيانات الموقع التي قدمها نظام «بيدو». يدل قصر مدة الالتحام هذا على تمتع الصين بقدرة على الاستجابة السريعة في حالات الطوارئ، واتخاذ إجراءات الإغاثة في الكوارث، وإنقاذ رواد الفضاء عندما تقتضي الحاجة. علاوةً على ذلك، تساهم فترات الالتحام القصيرة في تقليص الكلفة، وتعزيز إمكانية جمع عدد أكبر من العينات البيولوجية، التي تهدف مجتمعة إلى تطوير قدرات روبوتية دائمة وناضجة، بالإضافة إلى نظام من الدعم الحياتي الحيوي المتجدد في الفضاء، وهو ما تعمل الصين لتحقيقه.
> خامساً، سيكون للمحطة الفضائية الصينية مرفآن للرسو سيتصلان بكبسولتين تحتويان على مختبرين، وبثلاثة مرافئ للالتحام في وحدة «تيانهي». ويهدف هذا الأمر إلى مساعدة الصين في تطوير قدرات الالتحام المتزامن الضرورية وإضافة وحدة إضافية للمحطة الفضائية إذا استدعت الحاجة.
> سادساً، تسعى الصين، وإلى جانب بناء محطتها الفضائية الخاصة، إلى إطلاق وحدة منظار «كسونتيان» (تعني بالعربية «مسوحات السماوات»)، الذي يوازي منظار «هابل» الشهير دقة، ولكن بمجال رؤية أكبر بثلاثمائة مرة. يملك هذا المنظار قدرات كثيرة، أبرزها القدرة على رصد الكويكبات القريبة من الأرض، لتحقيق أهداف الصين في التعدين والدفاع الكويكبي. علاوة على ذلك، من المقرر أن يستقر «كسونتيان» في مدار مواز للمحطة الفضائية وأن يتمتع بقدرة الالتحام معها بغية تسهيل عمليات الصيانة وإعادة التزود بالطاقة وتقليل كلفتها.
* خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

رئيس «أبل» للمطورين الشباب في المنطقة: احتضنوا العملية... وابحثوا عن المتعة في الرحلة

تكنولوجيا تيم كوك في صورة جماعية مع طالبات أكاديمية «أبل» في العاصمة السعودية الرياض (الشرق الأوسط)

رئيس «أبل» للمطورين الشباب في المنطقة: احتضنوا العملية... وابحثوا عن المتعة في الرحلة

نصح تيم كوك، الرئيس التنفيذي لشركة «أبل»، مطوري التطبيقات في المنطقة باحتضان العملية بدلاً من التركيز على النتائج.

مساعد الزياني (دبي)
تكنولوجيا خوارزمية «تيك توك» تُحدث ثورة في تجربة المستخدم مقدمة محتوى مخصصاً بدقة عالية بفضل الذكاء الاصطناعي (أ.ف.ب)

خوارزمية «تيك توك» سر نجاح التطبيق وتحدياته المستقبلية

بينما تواجه «تيك توك» (TikTok) معركة قانونية مع الحكومة الأميركية، يظل العنصر الأبرز الذي ساهم في نجاح التطبيق عالمياً هو خوارزميته العبقرية. هذه الخوارزمية…

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
خاص تم تحسين هذه النماذج لمحاكاة سيناريوهات المناخ مثل توقع مسارات الأعاصير مما يسهم في تعزيز الاستعداد للكوارث (شاترستوك)

خاص «آي بي إم» و«ناسا» تسخّران نماذج الذكاء الاصطناعي لمواجهة التحديات المناخية

«الشرق الأوسط» تزور مختبرات أبحاث «IBM» في زيوريخ وتطلع على أحدث نماذج الذكاء الاصطناعي لفهم ديناميكيات المناخ والتنبؤ به.

نسيم رمضان (زيوريخ)
خاص يمثل تحول الترميز الطبي في السعودية خطوة حاسمة نحو تحسين كفاءة النظام الصحي ودقته (شاترستوك)

خاص ما دور «الترميز الطبي» في تحقيق «رؤية 2030» لنظام صحي مستدام؟

من معالجة اللغة الطبيعية إلى التطبيب عن بُعد، يشكل «الترميز الطبي» عامل تغيير مهماً نحو قطاع طبي متطور ومستدام في السعودية.

نسيم رمضان (لندن)
خاص من خلال الاستثمارات الاستراتيجية والشراكات وتطوير البنية التحتية ترسم السعودية مساراً نحو أن تصبح قائداً عالمياً في التكنولوجيا (شاترستوك)

خاص كيف يحقق «الاستقلال في الذكاء الاصطناعي» رؤية السعودية للمستقبل؟

يُعد «استقلال الذكاء الاصطناعي» ركيزة أساسية في استراتيجية المملكة مستفيدة من قوتها الاقتصادية والمبادرات المستقبلية لتوطين إنتاج رقائق الذكاء الاصطناعي.

نسيم رمضان (لندن)

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»