تنبؤات علمية لتحديد موقع انفجار الشهب في الغلاف الجوي للأرض

تصورات حديثة لرصد مواقع سقوط النيازك

تنبؤات علمية لتحديد موقع انفجار الشهب في الغلاف الجوي للأرض
TT

تنبؤات علمية لتحديد موقع انفجار الشهب في الغلاف الجوي للأرض

تنبؤات علمية لتحديد موقع انفجار الشهب في الغلاف الجوي للأرض

تخترق كرات ضخمة من النيران الغلاف الجوي للأرض كل يوم، لكن تحديد أي منها سيهبط على الأرض ظل يمثل تحديًا للعلماء، وقد برز الآن نموذج يستطيع توقع الارتفاع الذي تنفجر عنده الصخور القادمة من الفضاء، ومعرفة ما إذا كان على سكان الأرض توخي الحذر من الشظايا. في العادة وعندما لا تتمكن الصخور من الوصول إلى كوكب الأرض، فإن طبقات الجو تحولها إلى كرات من لهب. ويحدث هذا في أغلب الحالات على ارتفاع لا يجعلها تمثل خطرا، حيث تكون قد احترقت تماما قبل وصولها إلى سطح الأرض.

* قذائف فضائية
* ويقول مانويل مورينو إيبانيز، من جامعة برشلونة المستقلة في إسبانيا: «يمثل غلافنا الجوي درعا فاعلا يصد تلك القذائف، التي لولاه لأصبحت خطيرة». مع ذلك قد تحدث الأجسام، التي تحلق على ارتفاع منخفض، بعض الأضرار سواء وصلت إلى سطح الأرض أم لم تصل. وعلى سبيل المثال، منذ عامين انفجر شهاب على بعد 29 كلم من منطقة تشيليابنسك في روسيا، وفاق الضوء المنبعث منه أشعة الشمس قوة، وكان مقدار الطاقة المنبعثة منه يفوق مقدار الطاقة المنبعثة من 20 قنبلة نووية. وتسببت صخور أكبر انفجرت على ارتفاع أقل في محو معالم الحياة على نطاق واسع.
ويبحث العلماء عن طريقة لمعرفة ما الذي يحدث للصخور بمختلف أشكالها، وأحجامها، وحركتها، وهي تقترب منا. واكتشف مورينو وزملاؤه كيفية حساب الارتفاع الذي تنفجر عنده الصخور بدقة باستخدام معيارين: الأول هو مقدار الديناميكية الهوائية بها، والثاني هو كيفية ارتفاع درجة حرارتها بفعل الجو. وبعد معرفة تلك الأرقام السحرية باستخدام مسارات الصخور، قاموا بتغيير معادلة موجودة بحيث تعبر عن الواقع بشكل أفضل، وتمكّنهم من حساب عمق اختراق الصخور المرجح لغلافنا الجوي. واختبر الفريق النموذج على كرات لهب سابقة مساراتها وارتفاعاتها معروفة ومسجلة في مشروع «ميتيورايت أوبزيرفيشين آند ريكافري» الخاص برصد الشهب والنيازك استمر منذ عام 1971 حتى 1985 باستخدام 60 كاميرا لتصوير السماء في كندا. وأتت الطريقة ثمارها، ونقلت ما التقطته الكاميرات.
بعد ذلك يعتزم الفريق إجراء المزيد من الاختبارات على النموذج من خلال تطبيق الأرقام على شهاب «تشيليابنسك» وغيره من الشهب. ويأملون أن يتمكنوا في النهاية من حساب الارتفاعات المتوقعة لكرات اللهب في المستقبل، وأماكن سقوط أي من شظاياها.

* توقعات سقوط النيازك
* مع ذلك للأسف، لن تنجح هذه الطريقة في التعامل مع تلك الشهب التي قتلت الديناصورات، حيث تساعد ضخامة تلك الصخور في الحفاظ على كتلتها عند التعرض إلى حرارة مرتفعة. مع ذلك يمكن أن تخبرنا الصخور الأصغر حجما، التي تصل إلى الأرض، مثل النيازك، الكثير عن الصخور الأكبر حجما. ويفيد النموذج في رصد تلك الصخور، حيث يمكنه توقع طاقة تلك الشظايا عند ارتطامها بالأرض في حال حدوث ذلك، ومكان سقوطها. ونقلت مجلة «نيوساينتست» عن مايكل هانكي من جمعية الشهب الأميركية أن «إنقاذ الشهب من انفجارات كرات اللهب يمنحنا فرصة لمعرفة المزيد من المعلومات حول المجموعة الشمسية، والأهم من ذلك المواد التي تتكون منها تلك الأجسام الموجودة في الفضاء، والتي قد تمثل تهديدًا للأرض. كل نيزك يسقط على الأرض هو قطعة من السماء».
ورغم حدوث تلك الانفجارات بشكل متكرر، على الكاميرات تصوير الجزء الصحيح من السماء في الوقت المناسب من أجل رصدها. ولدى وكالة «ناسا»، ووكالات أبحاث الفضاء الأخرى، عدد من التلسكوبات الأرضية والفضائية التي تصور السماوات بحثا عن صخور خطيرة. وتريد مؤسسة «بي 612» الخاصة إطلاق تلكسوب فضائي يسمى «سينتينيل» من أجل القيام بهذه المهمة.
مع ذلك، قد يكون هناك المزيد من الأنباء غير السارة في انتظارنا. على سبيل المثال، لقد هاجمنا «تشيليابنسك» بغتة، وحتى هذه اللحظة لم يتم تتبع سوى بضعة نيازك في طريقها من الفضاء إلى الأرض. ويقدم النموذج بعض الأمل في أن تسفر الأبحاث في المستقبل عن المزيد من النتائج، لكنه يسلط الضوء، في الوقت ذاته، على الحاجة إلى تلسكوبات يقظة. في النهاية، نحن لا نستطيع توقع سقوط صخور ضخمة من الفضاء إلا عندما نراها تتجه نحونا.



«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية
TT

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

في المستقبل، يمكن تغطية سيارتك الكهربائية بألواح شمسية -ليس فقط على السطح، ولكن في جميع أنحاء الجزء الخارجي من السيارة- بفضل طلاء خاص.

وسواء كنت تقود السيارة أو كانت متوقفة، يمكن لهذا الطلاء الشمسي حصاد الطاقة من الشمس، وتغذيتها مباشرة في بطارية السيارة الكهربائية. وربما يبدو الأمر وكأنه شيء من كتاب خيال علمي، إلا أن الباحثين في شركة «مرسيدس بنز» يعملون بالفعل على جعله حقيقة واقعة.

عجينة لطلاء شمسي

يقول يوشين شميد، المدير الأول لشركة «مستقبل القيادة الكهربائية» Future Electric Drive، للبحث والتطوير في «مرسيدس بنز» الذي يستكشف تقنيات السيارات الكهربائية في مرحلة مبكرة: «نحن ننتج مئات السيارات يومياً، وسطح السيارة مساحة كبيرة جداً. فلماذا لا نستخدمها لحصاد طاقة الشمس؟».

إن المادة الكهروضوئية التي تبحثها شركة مرسيدس تشبه العجينة التي يمكن وضعها على الجزء الخارجي للسيارة. يبلغ سمك الطلاء 5 ميكرومترات فقط (يبلغ متوسط ​​سمك شعرة الإنسان نحو 100 ميكرومتر)، ويزن 50 غراماً لكل متر مربع.

وقود شمسي لآلاف الكيلومترات

في سيارة رياضية متعددة الأغراض SUV متوسطة الحجم، ستشغل العجينة، التي تطلق عليها مرسيدس أيضاً طلاءً شمسياً، نحو 118 قدماً مربعة، ما ينتج طاقة كافية للسفر لمسافة تصل إلى 7456 ميلاً (12000 كم) في السنة. ويشير صانع السيارة إلى أن هذا يمكن أن يتحقق في «ظروف مثالية»؛ وتعتمد كمية الطاقة التي ستحصدها هذه العجينة بالفعل على قوة الشمس وكمية الظل الموجودة.

طلاء مرن لصبغ المنحنيات

ولأن الطلاء الشمسي مرن، فيمكنه أن يتناسب مع المنحنيات، ما يوفر فرصاً أكبر للطاقة الشمسية مقارنة بالألواح الشمسية الزجاجية التي لا يمكن ثنيها، وبالتالي لا يمكن تثبيتها إلا على سقف السيارة أو غطاء المحرك. يُعدّ الطلاء الشمسي جزءاً من طلاء متعدد الخطوات يتضمن المادة الموصلة والعزل والمادة النشطة للطاقة الشمسية ثم الطلاء العلوي لتوفير اللون (يشكل كل ذلك معاً عمق بـ5 ميكرونات).

لن تكون هذه الطبقة العلوية طلاءً قياسياً للسيارات لأنها لا تحتوي على صبغة. بدلاً من ذلك، ستبدو هذه الطبقة أشبه بجناح الفراشة، كما يقول شميد، وستكون مادة شديدة الشفافية مليئة بجسيمات نانوية تعكس الأطوال الموجية من ضوء الشمس. كما يمكن تصميمها لتعكس أطوال موجية محددة، ما يعني أن السيارات الكهربائية يمكن أن تأتي بألوان أخرى.

وسيتم توصيل الطلاء الشمسي أيضاً عن طريق الأسلاك بمحول طاقة يقع بجوار البطارية، الذي سيغذي مباشرة تلك البطارية ذات الجهد العالي.

تأمين أكثر من نصف الوقود

ووفقاً للشركة فإن متوسط سير ​​السائق هو 32 ميلاً (51.5 كم) في اليوم؛ هناك، يمكن تغطية نحو 62 في المائة من هذه الحاجة بالطاقة الشمسية من خلال هذه التكنولوجيا. بالنسبة للسائقين في أماكن مثل لوس أنجليس، يمكن أن يغطي الطلاء الشمسي 100 في المائة من احتياجات القيادة الخاصة بهم. يمكن بعد ذلك استخدام أي طاقة إضافية عبر الشحن ثنائي الاتجاه لتشغيل منزل شخص ما.

على عكس الألواح الشمسية النموذجية، لا يحتوي هذا الطلاء الشمسي على أي معادن أرضية نادرة أو سيليكون أو مواد سامة أخرى. وهذا يجعل إعادة التدوير أسهل. وتبحث «مرسيدس» بالفعل عن كيفية جعل إصلاحه سهلاً وبأسعار معقولة.

يقول شميد: «قد تكون هناك مخاوف من أن سيارتي بها خدش، فمن المحتمل أن لوحة الباب معطلة»، وتابع: «لذا اتخذنا احتياطاتنا، ويمكننا بسهولة القول إن لدينا تدابير مضادة لذلك».

ومع تغطية المركبات الكهربائية بالطلاء الشمسي، لن يكون هناك الكثير من القلق بشأن شبكات الشحن، أو الحاجة إلى قيام الناس بتثبيت أجهزة الشحن في منازلهم. ويقول شميد : «إذا كان من الممكن توليد 50 في المائة أو حتى أكثر من قيادتك السنوية من الشمس مجاناً، فهذه ميزة ضخمة ويمكن أن تساعد في اختراق السوق».

ومع ذلك، فإن حقيقة طلاء سيارتك الكهربائية بالطاقة الشمسية لا تزال على بعد سنوات، ولا تستطيع مرسيدس أن تقول متى قد يتم طرح هذا على طرازاتها، لكنها شركة واثقة من تحقيقها.

* مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً