«تفتيت الكويكبات»... إجراء آمن لتجنيب الأرض مخاطر الاصطدام

محاكاة أظهرت إمكانية  تنفيذ التفتيت بأمان (الفريق البحثي)
محاكاة أظهرت إمكانية تنفيذ التفتيت بأمان (الفريق البحثي)
TT

«تفتيت الكويكبات»... إجراء آمن لتجنيب الأرض مخاطر الاصطدام

محاكاة أظهرت إمكانية  تنفيذ التفتيت بأمان (الفريق البحثي)
محاكاة أظهرت إمكانية تنفيذ التفتيت بأمان (الفريق البحثي)

إذا تم تحديد كويكب على أنه في مسار اصطدام بالأرض، فإن العلماء يريدون عادة إجبار الكويكب على الانحراف، حيث يتم دفع الكويكب بلطف من خلال تغيير بسيط نسبياً في السرعة، مع الحفاظ على الجزء الأكبر منه.
ويمكن للاصطدام الحركي أو الانفجار النووي أن يحدث الانحراف المطلوب، ومع ذلك إذا كان وقت التحذير قصيرا جداً لإجراء انحراف ناجح، فهناك خيار آخر يتمثل في استهداف الكويكيب بقدر كبير من الطاقة تعمل على تفتيته إلى العديد من الأجزاء المتناثرة جيداً. ويُطلق على هذا النهج اسم «الاضطراب»، وهو غالباً ما يفكر فيه الناس عندما يفكرون في آليات الدفاع الكوكبي.
وبينما يفضل العلماء الحصول على مزيد من وقت التحذير لإجراء الانحراف المطلوب، يجب أن يكونوا مستعدين لأي سيناريو محتمل، حيث لا تزال العديد من الكويكبات القريبة من الأرض غير مكتشفة.
ويلقي بحث جديد تم عرضه في العدد الأخير من دورية «أكتا أسترونوتيكا»، نظرة فاحصة على كيفية تأثير مدارات خمسة من الكويكبات المختلفة وتوزيعات سرعة الشظايا المختلفة على مصير الشظايا، باستخدام الظروف الأولية من حساب الديناميكا المائية، حيث تم نشر جهاز بقوة 1 ميغا طن على بعد أمتار قليلة من السطح الكويكب (بينو 101955) القريب من الأرض والمكتشف عام 1999.
يقول المؤلف الرئيسي باتريك كينج، هو زميل سابق في مختبر لورانس ليفرمور الوطني بجامعة كاليفورنيا، يعمل حاليا بجامعة جونز هوبكنز: «النتائج التي تم إبرازها في الورقة مطمئنة، فبالنسبة لجميع مدارات الكويكبات الخمسة التي تم النظر فيها، فإن إجراء الاضطراب قبل 60 يوما فقط من تاريخ اصطدام الأرض كان قادراً على تقليل جزء الكتلة المؤثرة».
ويوضح كينج في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لمختبر لورانس ليفرمور الوطني في 5 أكتوبر (تشرين الأول) الماضي، أن النتيجة الرئيسية للعمل كانت أن الاضطراب هو دفاع فعال للغاية يمكن اللجوء إليه كملاذ أخير.
ويضيف «ركزنا على دراسة (الاضطرابات المتأخرة)، مما يعني أن الجسم المتأثر يتفكك قبل وقت قصير من تأثيره على الأرض»، ومع ذلك يشدد على أنه عندما يكون لديك متسع من الوقت - عادة على مدى عقد من الزمن - فمن المفضل بشكل عام أن يتم استخدام المصادمات الحركية لدفع الجسم المحتمل اصطدامه بالأرض.
وتتمتع المصادمات الحركية بالعديد من المزايا، أحدها أن الأسلوب معروف جيداً ويتم اختباره في مهام حقيقية، وهو قادر على التعامل مع مجموعة واسعة من التهديدات المحتملة إذا كان لديك وقت كافٍ.
ومع ذلك، فإن هذه الأداة لديها بعض القيود، لذلك من المهم أنه في حالة ظهور حالة طوارئ فعلية، تتوفر خيارات متعددة للتعامل مع التهديد، بما في ذلك بعض الطرق التي يمكنها التعامل مع أوقات التحذير القصيرة جداً.
يقول مايكل أوين، الباحث المشارك بالدراسة، «هذه الورقة مهمة للغاية لفهم عواقب ومتطلبات تعطيل كويكب خطير يقترب من الأرض، فإذا اكتشفنا جسما خطيرا قدر له أن يضرب الأرض بعد فوات الأوان لتحويله بأمان، فإن أفضل خيار يتبقى لدينا هو تفكيكه تماماً».
ويضيف «إذا قسمت كويكباً إلى أجزاء، فإن السحابة الناتجة من الشظايا ستتبع كل منها مسارها الخاص حول الشمس، وتتفاعل مع بعضها البعض ومع جاذبية الكواكب، بينما يتوقف تدفق شظايا منحنية حول المسار الأصلي الذي كان عليه الكويكب، على مدى سرعة انتشار هذه القطع، جنباً إلى جنب مع المدة حتى تعبر السحابة مسار الأرض، ويخبرنا ذلك عن عدد القطع التي ستضرب الأرض».


مقالات ذات صلة

من الرياض... مبادرة من 15 دولة لتعزيز «نزاهة المحتوى عبر الإنترنت»

الخليج «منتدى حوكمة الإنترنت» التابع للأمم المتحدة تستضيفه السعودية بدءاً من اليوم الأحد وحتى 19 من الشهر الجاري (الشرق الأوسط)

من الرياض... مبادرة من 15 دولة لتعزيز «نزاهة المحتوى عبر الإنترنت»

صادقت 15 دولة من الدول الأعضاء في منظمة التعاون الرقمي، على إطلاق مبادرة استراتيجية متعددة الأطراف لتعزيز «نزاهة المحتوى عبر الإنترنت».

غازي الحارثي (الرياض)
يوميات الشرق الجهاز الجديد يتميز بقدرته على العمل ميدانياً مباشرة في المواقع الزراعية (جامعة ستانفورد)

جهاز مبتكر ينتِج من الهواء مكوناً أساسياً في الأسمدة

أعلن فريق بحثي مشترك من جامعتَي «ستانفورد» الأميركية، و«الملك فهد للبترول والمعادن» السعودية، عن ابتكار جهاز لإنتاج الأمونيا.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
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)

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.