طائرات مستقبلية بوقود بيئي

الهيدروجين قد ينقذ صناعة الطيران

طائرات مستقبلية بوقود بيئي
TT

طائرات مستقبلية بوقود بيئي

طائرات مستقبلية بوقود بيئي

تستطيع طائرة «دريملاينر بوينغ 787 – 10» الممتلئة بالوقود، السفر لمسافة 8 آلاف ميل وهي تحمل 300 شخص وأكثر، مع أمتعتهم. ولتقديم بديلٍ بطاقة موازية لهذا الوقود، تحتاج الطائرة إلى بطارية تزن نحو 6.6 مليون رطل (3 آلاف طن). لهذا السبب؛ وعلى الرغم من فوائدها البيئيّة الكثيرة، ليس لدينا حتّى اليوم طائرات كهربائية مدعومة بالبطاريّات.

وقود الهيدروجين
تعمل شركات الطيران اليوم على صناعة طائرات أنظف وتبحث فكرة استخدام الهيدروجين، العنصر الأكثر توفّراً في العالم، لتشغيل محرّكات الكهرباء، ومحركات الاحتراق الداخلي – ولتقديم صناعة سفر صديقة للبيئة.
تتوفّر الطائرات المدعومة بالهيدروجين بأعداد كبيرة، إلّا أنّ معظمها صغير الحجم ويستخدم في الاختبارات والتجارب. ولكن هذه الطائرات تساهم حالياً في تمهيد الطريق لطيران «صفري الكربون» بحلول 2050، أي الهدف الذي تسعى حكومات ومجموعات بيئيّة كثيرة إلى تحقيقه. في المقابل، لا يخلو الهيدروجين من الجدل، خصوصاً أنه لا يزال مكلفاً، وليس دائم الخضرة، ويمكن أن يكون خطراً حسب ادعاءات البعض.
كشفت أماندا سيمبسون، رئيسة المبادرات الخضراء في شركة صناعة الطائرات العالمية «إيرباص»، عن أنّ «الهيدروجين يُستخدم وقوداً على متن الطائرة بثلاثة أشكال». إذ يعدّ الهيدروجين مصدراً للطاقة لخلايا الوقود التي تشبه البطاريات، كما يمكن أن يستخدم في الطائرات الهجينة، وأخيراً يمكن استخدامه وقوداً قابلاً للاحتراق.
تُستخدم تقنيات الوقود البديل بشكلٍ طاغٍ في عالم صناعة السيّارات؛ فقد ظهرت السيّارات التي تحرق الوقود البديل منذ تخلّي العربات عن الأحصنة. هل تذكرون محرّكات الديزل التي عُدِّلت لتصبح قادرة على حرق زيت القلي؟ كما تتوفّر السيّارات الكهربائية كـ«تويوتا بريوس» منذ عام 1997، إلا أنّ نماذج قليلة منها كـ«تويوتا ميراي» و«هيونداي نيكسو» تستخدم خلايا وقود الهيدروجين.

طائرات كهربائية
عندما أسّس فال ميفتاخوف شركة «زيرو آفيا» لتطوير المركبات الطائرة الكهربائية، بدا مشواره بدراسة البطارية كمصدرٍ للطاقة. وكان هذا المهاجر وعالم الفيزياء القادم من سيبيريا قد أسّس شركة ناشئة في السابق تحوّل السيّارات من العمل بالوقود، إلى الكهرباء، ومن ثمّ طوّر نظام شحن محسّناً. ولكنّ البطاريات تصلح للاستخدام فقط للرحلات القصيرة، مثل رحلات اختبارات الطيران.
يقول ميفتاخوف، إنّ «البطاريات قد تنفع لرحلات الساعة الواحدة». وتوجد أيضاً المركبات الطائرة المصممة للتدريب كـ«بيبيستريل ألفا إلكترو Pipistrel Alfa Electro» التي تدّعي أنّها قادرة على الطيران لرحلة مدّتها ساعة واحدة.
من جهتها، اختارت شركة «زيرو آفيا» خلايا الوقود، وهي عبارة عن بطارية كيميائية تستخدم الهيدروجين الأخفّ من الهواء بدلاً من مادّة «الأيون ليثيوم» الثقيلة. يشتهر الهيدروجين بكثافة طاقته العالية – أي معدّل الطاقة المستهلك في الكيلوغرام الواحد – والذي يوازي ثلاثة أضعاف كثافة الطاقة التي تحتاجها الطائرة العاملة بالوقود. وينتج الهيدروجين بعد احتراقه، الماء.
كما يمكن صناعته من المياه والطاقة المتجدّدة، رغم أنّ معظمه يُصنع اليوم من الغاز الطبيعي الذي لا يعدّ صديقاً للبيئة. يعترف ميفتاخوف بأنّ حاويات تخزين الهيدروجين، المصممة بمعظمها للنقل البرّي، ليست عمليّة للطائرات. ويضيف «علينا التركيز على تقليل الوزن، ولدينا بعض الخيارات الخفيفة بمتناول أيدينا».
وخلافاً للبطاريات الكهربائية، تُشحن خلايا وقود الهيدروجين خلال دقائق، ولكن عدد محطّات التزوّد بها قليل، وبناؤها يتطلّب مشاريع ضخمة.

طاقة هجينة
من جهته، يعتبر بات أندرسون، أستاذ هندسة الطيران والفضاء الجوي في جامعة «إيمبري ريدل» للطيران في فلوريدا، أنّ «هذه المشكلة ليست بالأهميّة نفسها للطائرات الهجينة التي تستخدم مزيجاً من الطاقتين الكهربائية والاحتراقية؛ إذ تستطيع هذه المركبات التزوّد بالوقود من مضخّة تقليديّة متوفّرة اليوم في أي مكان».
عام 2011، استخدم طلّاب أندرسون نظاماً هجيناً في مسابقة للطيران الصديق للبيئة. لم يفوزوا ولكنّهم ساهموا في رفع اسم أندرسون في عالم محرّكات الطاقة الهجينة التي يصنعها اليوم في شركة «فيردي غو آييرو» في فلوريدا، التي يتشارك رئاستها التنفيذية كلّ من إريك ليندبيرغ، عضو مجلس «إكس - برايز فاونديشن»، وحفيد تشارلز ليندبيرغ. وتستخدم الأنظمة الهجينة الحديثة مزيجاً يتبدّل بين الكهرباء ووقود الاحتراق، ويمكنها أيضاً أن تعتمد على محرّك الاحتراق كمولّد كهربائي أثناء الطيران. يشير أندرسون إلى أنّ هذه الأنظمة قد تمنح الطائرة نطاق طيران أوسع من البطارية أو خلايا الوقود وحدها.
من جهته، يقول روي غانزارسكي، مدير شركتين، الأولى هي «ماغني إكس» التي تصنع أنظمة دفع كهربائية للطائرات، والثانية هي «إيفياشن» التي تعمل على تطوير مركبة «أليس» المستقبلية الكهربائية الطائرة «مهما كان مصدر الطاقة، تتفرّد المحرّكات الكهربائية ببعض المزايا الحصرية». ويضيف «الطائرات اليوم مكلفة جدا والسبب الرئيسي بذلك يعود للمحرّكات لأنّها تتطلّب الكثير من الصيانة وتستهلك كميات كبيرة من الوقود الباهظ. يمكن تقليل الكلفة التشغيلية للطائرة بنحو 40 إلى 50 في المائة وذلك لأنّ المحرّكات الكهربائية لا تتطلّب صيانة تُذكر مقارنة بمحرّقات الوقود».
تسعى شركة «هاربور إير» التي تروّج لنفسها على أنّها أكبر خطّ للطيران المائي، للحصول على إذن لنقل الركّاب على متن طائرة «هافيلاند dhc - 2 بيفرر de Havilland dhc - 2 Beaver» المجهّزة بمحرّك «ماغني إكس» الكهربائي المتوفّر أيضا في طائرة «غراند سيسنا» التي تتسع لعشرة ركّاب.
في المقابل، توجد بعض الأمور التي لا تستطيع الطاقة الكهربائية تحقيقها مثل رفع «بوينغ 787» إلى ارتفاع تحليقها، ولكن هذا لا يعني أنّ الطائرات الكبيرة لا يمكن أن تصبح صديقة للبيئة أو أقلّ ضرراً لها على الأقلّ.

وقود مستدام
تعمل خطوط طيران وشركات تكرير وقود عدّة اليوم على تجربة وقود طيران مستدام. يمكن صناعة هذه الأنواع المستدامة، التي تحترق كما وقود الطيران التقليدي، من بعض النفايات كدهون الطهي المستعملة. بدورها، تستخدم بعض الشركات، كـ«نيستي»، الهيدروجين في تكرير وقود الطيران المستدام خاصتها. صحيح أنّ منظّمات سلامة الطيران تتيح للرحلات الجويّة التجارية استخدام الوقود الذي يحتوي على 50 في المائة أو أقلّ من الوقود المستدام في العروض، إلّا أنّ الطائرات المستخدمة حالياً تحرق 100 في المائة من الوقود المستدام و«المحرّكات سعيدة جداً به»، على حدّ تعبير سيمبسون من «إيرباص».
ولكنّ وقود الطيران المستدام قد يبدو حلاً مؤقّتاً في ظلّ وجود طائرات كبيرة تحلّق براحة بحرق الهيدروجين الصافي الخالي من الانبعاثات. ففي عام 1957، استخدم محرّك «مارتن بي - 57 بي» في جزءٍ من رحلته الهيدروجين وقوداً، وفي عام 1988، طارت طائرة «تي يو – 155» السوفياتية بالاعتماد على وقود الهيدروجين فقط.
في ذلك الوقت، رأى سبار ماتسوناغا، العضو الديمقراطي في مجلس الشيوخ الأميركي عن ولاية هاواي الذي توفي في 1990، أنّ الهيدروجين فرصة ضائعة – ومؤثّرة بقدر قمر «سبوتنيك» الصناعي السوفياتي الذي تفوّق على الولايات المتحدة في الفضاء.
وقال آنذاك «فاتنا المركب مرّة أخرى، ولا يسعنا إلّا أن نأمل أن تكون الإدارة التالية مهتمّة أكثر بالهيدروجين من الإدارة الحالية».
إنّ أي حديثٍ عن الهيدروجين لا بدّ أن يعيدنا بالذاكرة إلى مناطيد الزبلين. إذ استخدم الهيدروجين في طيران المناطيد منذ عام 1783. ولكنّ مستقبله في عالم الطيران انهار في 6 مايو (أيار) 1937، بعد انفجار منطاد هايدنبرغ في ليكهرست، نيوجرسي، الذي أودى بحياة 36 شخصاً. لم يُحسم الجدل حول هذه الحادثة وما إذا كان الاشتعال، الذي وُثّق على الراديو وفي الصحف، ناتج عن الهيدروجين أو الطلاء القابل للاشتعال المستخدم في أقمشة المنطاد الخارجية، ولكنّه مع ذلك، ما زال يؤثر على سمعة الهيدروجين حتّى اليوم. يحاجج داعمو الهيدروجين، كغانزارسكي، بأنّه رغم ارتفاع الكلفة المحتمل لصناعة الهيدروجين الأخضر، فإنّ كلفة عدم متابعة فكرة تطوير طائرات تعمل به سيكون أكبر.
* خدمة «نيويورك تايمز»


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)

«مرايا» الذكاء الاصطناعي تعكس دواخلها «مع كل التحيزات»

«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها
«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها
TT

«مرايا» الذكاء الاصطناعي تعكس دواخلها «مع كل التحيزات»

«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها
«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها

قبل بضع سنوات، وجدت شانون فالور نفسها أمام تمثال «بوابة السحاب (Cloud Gate)»، الضخم المُصمَّم على شكل قطرة زئبقية من تصميم أنيش كابور، في حديقة الألفية في شيكاغو. وبينما كانت تحدق في سطحه اللامع المرآتي، لاحظت شيئاً، كما كتب أليكس باستيرناك (*).

وتتذكر قائلة: «كنت أرى كيف أنه لا يعكس أشكال الأفراد فحسب، بل والحشود الكبيرة، وحتى الهياكل البشرية الأكبر مثل أفق شيكاغو... ولكن أيضاً كانت هذه الهياكل مشوَّهة؛ بعضها مُكبَّر، وبعضها الآخر منكمش أو ملتوٍ».

الفيلسوفة البريطانية شانون فالور

تشويهات التعلم الآلي

بالنسبة لفالور، أستاذة الفلسفة في جامعة أدنبره، كان هذا يذكِّرنا بالتعلم الآلي، «الذي يعكس الأنماط الموجودة في بياناتنا، ولكن بطرق ليست محايدة أو موضوعية أبداً»، كما تقول. أصبحت الاستعارة جزءاً شائعاً من محاضراتها، ومع ظهور نماذج اللغة الكبيرة (والأدوات الكثيرة للذكاء الاصطناعي التي تعمل بها)، اكتسبت مزيداً من القوة.

مرايا الذكاء الاصطناعي مثل البشر

تبدو «مرايا» الذكاء الاصطناعي مثلنا كثيراً؛ لأنها تعكس مدخلاتها وبيانات التدريب، مع كل التحيزات والخصائص التي يستلزمها ذلك. وبينما قد تنقل القياسات الأخرى للذكاء الاصطناعي شعوراً بالذكاء الحي، فإن «المرآة» تعبير أكثر ملاءمة، كما تقول فالور: «الذكاء الاصطناعي ليس واعياً، بل مجرد سطح مسطح خامل، يأسرنا بأوهامه المرحة بالعمق».

غلاف كتاب «مرايا الذكاء الاصطناعي»

النرجسية تبحث عن صورتها

كتابها الأخير «مرآة الذكاء الاصطناعي (The AI Mirror)»، هو نقد حاد وذكي يحطِّم عدداً من الأوهام السائدة التي لدينا حول الآلات «الذكية». يوجه بعض الاهتمام الثمين إلينا نحن البشر. في الحكايات عن لقاءاتنا المبكرة مع برامج الدردشة الآلية، تسمع أصداء نرجس، الصياد في الأساطير اليونانية الذي وقع في حب الوجه الجميل الذي رآه عندما نظر في بركة من الماء، معتقداً بأنه شخص آخر. تقول فالور، مثله، «إن إنسانيتنا مُعرَّضة للتضحية من أجل هذا الانعكاس».

تقول الفيلسوفة إنها ليست ضد الذكاء الاصطناعي، لكي نكون واضحين. وسواء بشكل فردي، أو بصفتها المديرة المشارِكة لمنظمة «BRAID»، غير الربحية في جميع أنحاء المملكة المتحدة المكرسة لدمج التكنولوجيا والعلوم الإنسانية، قدَّمت فالور المشورة لشركات وادي السيليكون بشأن الذكاء الاصطناعي المسؤول.

نماذج «مسؤولة» ومختبرة

وهي ترى بعض القيمة في «نماذج الذكاء الاصطناعي المستهدفة بشكل ضيق والآمنة والمختبرة جيداً والمبررة أخلاقياً وبيئياً» لمعالجة المشكلات الصحية والبيئية الصعبة. ولكن بينما كانت تراقب صعود الخوارزميات، من وسائل التواصل الاجتماعي إلى رفاق الذكاء الاصطناعي، تعترف بأن ارتباطها بالتكنولوجيا كان مؤخراً «أشبه بالوجود في علاقة تحوَّلت ببطء إلى علاقة سيئة. أنك لا تملك خيار الانفصال».

فضائل وقيم إنسانية

بالنسبة لفالور، إحدى الطرق للتنقل وإرشاد علاقاتنا المتزايدة عدم اليقين بالتكنولوجيا الرقمية، هي الاستفادة من فضائلنا وقيمنا، مثل العدالة والحكمة العملية. وتشير إلى أن الفضيلة لا تتعلق بمَن نحن، بل بما نفعله، وهذا جزء من «صراع» صنع الذات، بينما نختبر العالم، في علاقة مع أشخاص آخرين. من ناحية أخرى، قد تعكس أنظمة الذكاء الاصطناعي صورة للسلوك أو القيم البشرية، ولكن كما كتبت في كتابها، فإنها «لا تعرف عن التجربة الحية للتفكير والشعور أكثر مما تعرف مرايا غرف نومنا آلامنا وأوجاعنا الداخلية».

الخوارزميات والعنصرية وعدم المساواة

في الوقت نفسه تعمل الخوارزميات المدربة على البيانات التاريخية، بهدوء، على تقييد مستقبلنا بالتفكير نفسه الذي ترك العالم «مليئاً بالعنصرية والفقر، وعدم المساواة، والتمييز، وكارثة المناخ».

«كيف سنتعامل مع تلك المشكلات الناشئة التي ليست لها سابقة؟»، تتساءل فالور، وتشير: «مرايانا الرقمية الجديدة تشير إلى الوراء».

الاعتماد على السمات البشرية المفيدة

مع اعتمادنا بشكل أكبر على الآلات، وتحسينها وفقاً لمعايير معينة مثل الكفاءة والربح، تخشى فالور أننا نخاطر بإضعاف عضلاتنا الأخلاقية أيضاً، وفقدان المسار للقيم التي تجعل الحياة تستحق العناء.

مع اكتشافنا لما يمكن أن يفعله الذكاء الاصطناعي، سنحتاج إلى التركيز على الاستفادة من السمات البشرية الفريدة أيضاً، مثل التفكير القائم على السياق والحكم الأخلاقي، وعلى تنمية قدراتنا البشرية المتميزة. كما تعلمون. وهي تقول: «لسنا بحاجة إلى هزيمة الذكاء الاصطناعي. نحن بحاجة إلى عدم هزيمة أنفسنا».

* مجلة «فاست كومباني» - خدمات «تريبيون ميديا»

اقرأ أيضاً