أشعة الليزر لإرسال البيانات من الفضاء إلى طائرات «درون»

تجارب أميركية لتقنيات أقل عرضة للقرصنة

أشعة الليزر لإرسال البيانات من الفضاء إلى طائرات «درون»
TT

أشعة الليزر لإرسال البيانات من الفضاء إلى طائرات «درون»

أشعة الليزر لإرسال البيانات من الفضاء إلى طائرات «درون»

تخطّط وكالة التطوير الفضائي التابعة للجيش الأميركي، مع بداية العام المقبل، اختبار ما إذا كانت الأقمار الصناعية الموجودة في مدار الأرض المنخفض قادرة على التواصل مع طائرة «درون» (طائرة من دون طيار) من نوع «إم كيو - 9 ريبر» عبر روابط بصرية، أو أشعّة الليزر.
وإذا تكلّلت التجربة بالنجاح، فإنها ستمهّد الطريق لوسائل جديدة أقلّ عرضة للقرصنة لتواصل القادة العسكريين والمشغلين مع طائرات الدرون والطائرات وغيرها من الأسلحة عن مسافات بعيدة.
وفي مقابلة مع موقع «ديفنس وان»، كشف ديريك تورنير، رئيس وكالة التطوير الفضائي، أنّ «الوكالة ستطلق عدداً من الأقمار الصناعية في أيّامٍ قليلة، تضمّ قمرين من نوع «إم كيو - 9» من صناعة «جنرال أتوميكس»، مهمّتهما حمل الليزر إلى الفضاء. بعدها، ستعمل هذه الأقمار على توصيل الليزر إلى الأرض، وتحديداً إلى منصّة «إم كيو - 9».
يعود تواصل الأقمار الصناعية مع طائرات الدرون والسفن وغيرها من المركبات عبر موجات الراديو إلى عقود من الزمن. وقدّم هذا التواصل خدمات كثيرة للجيش في أماكن القتال، حيث لم تستخدم الولايات المتّحدة قدرات جويّة معقّدة أو تقنيات تشويش إشارات الراديو لمواجهة أعدائها.
ولكنّ مع التحضير العسكري لمنافسة محتملة مع خصوم أكثر تطوّراً على الصعيد التقني، تعتبر إشارات الراديو القادمة من الفضاء وسيلة ضعيفة بعض الشيء.
لفت تورنير إلى أنّه «عند استخدام موجات الراديو، يمكن الاعتماد على التشويش إذا استطعت تسخير الكثير من الطّاقة على الأرض، تتفوّق على تلك التي يملكها المتلقّي. ولكن مع البصريات، ومع الضوء، يختلف الوضع تماماً لأنّك تملك كلّ نطاقٍ قريب. لذا، إذا أردت أن تشوّش على الإرسال، عليك الحصول على ضوء ليزر يصبّ مباشرة في المنظار المستهدف، أي أنّ الأمر سيكون صعباً جداً عند التنفيذ، وقد لا يكون مجدياً من الناحية التقنية على مساحات واسعة».
وشرح مدير الوكالة أنّ التواصل البصري يتمتّع في المقابل، بأفضلية كبيرة على موجات الراديو لجهة كمّ البيانات الهائل الذي يمكنه نقله وكمية الطّاقة التي يحتاجها. ويضيف: «من الصعب جداً أن نتأكّد من الحصول على نسبة مرتفعة من النطاق العريض تتفّوّق على موجات الراديو، لأنّ الأمر يتطلّب كماً هائلاً من الطّاقة». فكلّما كان التردّد على طيف الراديو منخفضاً، زادت الحاجة إلى الطاقة المطلوبة لإرسال الإشارة والحصول على كمّ النطاق العريض نفسه».
وتجدر الإشارة إلى أنّ الطيف بات مزدحماً جداً في ظلّ تسابق شركات الاتصالات للحصول على كلّ ما يمكنها الحصول عليه، لا سيما أن المستهلكين باتوا يطلبون كميات أكبر من البيانات على أجهزتهم المحمولة.
وأخيراً، يستطيع التواصل بالليزر تأمين «نطاق عريض مرتفعٍ جداً وضمان وقت استجابة أسرع وإضعاف احتمال التشويش على شبكة الاتصالات لإمكانية وصول ضوئه إلى أي منصّة، سواء على سطح الأرض أو على سفينة تسبح في الفضاء، أو في الجوّ. لهذا السبب، نحن متحمّسون جداً لأنّ التواصل بالليزر سيفتح طريقاً جديداً لنقل البيانات ودعم المحاربين بمزيدٍ من القوّة».
- «ديفنس وان» – خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.