فتوحات فضائية مذهلة في 2023

مهام للهبوط على القمر... وتلسكوبات لدراسة الكون

تلسكوب «يوكليد»
تلسكوب «يوكليد»
TT

فتوحات فضائية مذهلة في 2023

تلسكوب «يوكليد»
تلسكوب «يوكليد»

مع مرور السنوات وما تشهده من تطوّرات في الفضاء وعلم الفلك، لا بدّ من الاعتراف بأنّ 2022 كان عاماً غنياً سيصعب اللحاق به.
أذهلت وكالة «ناسا» العالم بمشاهد كونية التقطها تلسكوب «جيمس ويب» الفضائي، ودفعت بعثة «دارت»، كويكباً إلى مدارٍ جديد، وأعادت بعثة «أرتميس» البشرية إلى مسار القمر، وأنهت الصين بناء محطّة فضائية جديدة في المدار، وأتمّت شركة «سبيس إكس» 61 إطلاقاً وهبوطاً صاروخياً في 12 شهراً، وأدّت حرب أوكرانيا إلى اهتزاز موقع روسيا بوصفها قوّة فضائية.
أحداث فضائية متوقعة
هذه الأحداث وكثير غيرها حصلت في 2022، لكنّ عام 2023 يعد بكثير من الحماس من على منصّات الإطلاق وسطح القمر وفي السماء. نقدّم لكم في ما يلي لائحةً بأهمّ الأحداث الفضائية المتوقّعة؛ ولو أنّ مواعيد بعضها لم تُحدّد بعد:
> هبوطٌ جديد أو أكثر على سطح القمر: نستطيع الحديث عن هبوطٍ واحدٍ أكيد على سطح القمر خلال 2023؛ فقد أطلقت الشركة اليابانية «آي سبيس» بعثتها «إم1» على متن صاروخ «سبيس إكس» في ديسمبر (كانون الأول) الماضي. وتسير «إم1» في طريقٍ بطيئة وفعّالة لناحية استهلاك الوقود، ومن المتوقّع أن تصل إلى القمر في أبريل (نيسان) المقبل، حيث ستحاول إنزال عربة جوّالة من صناعة الإمارات العربية المتحدة، وروبوت من تطوير وكالة «جاكسا» الفضائية اليابانية، بالإضافة إلى حمولات أخرى.
قد يشهد العام الجديد أيضاً 5 محاولات إطلاق أخرى؛ فقد تعاونت وكالة «ناسا» مع شركتين من القطاع الخاص لنقل حمولات إلى سطح القمر. واجهت الشركتان، «إنتويتف ماشينز» في هيوستن و«أستروبوتيك تكنولوجي» في بيتسبرغ، تأخيرات خلال العام الماضي، ولكنّ رحلاتهما المقررة قد تحدث في الأشهر المقبلة.

تلسكوب «يوكليد»

وقد تحذو بعثات قمرية تابعة لثلاثة برامج حكومية حذو هاتين الشركتين، وهي: بعثة «تشاندرايان3» الهندية التي تأخرت العام الماضي وقد تنطلق خلال العام الحالي؛ وبعثة «سليم» («سمارت لاندر فور إنفستغيتنغ مون») اليابانية التي تستهدف اختبار تقنيات اليابان للهبوط القمري؛ وبعثة «لونا25» الروسية التي تأجّلت في سبتمبر (أيلول) الماضي، وقد تحاول «وكالة الفضاء الاتحادية الروسية (روسكوسموس)» إطلاقها في 2023.
> صواريخ جديدة: غادر نظام الإطلاق «سبيس لانش» التّابع لوكالة «ناسا» كوكب الأرض في 2022، وأضاء سماء ولاية فلوريدا بشعلة مذهلة حاملاً معه بعثة «أرتميس1» إلى القمر. حوّل هذا الإطلاق الأنظار إلى «سبيس إكس» التي تعمل اليوم على بناء الجيل المقبل من صواريخها «ستارشيب»؛ أحد العناصر الأساسية في بعثة «أرتميس3» المأهولة والمنتظرة إلى القمر.
نجحت «سبيس إكس» في تجاوز مراجعة بيئية أساسية عزّزت من جهوزيتها لإطلاق رحلة مدارية تجريبية وغير مأهولة من جنوب تكساس في حال تلبية بعض الشروط، إلا إنّ الصاروخ لم يجهز للطيران في 2022. لم تعلن الشركة بعد عن موعد اختبار هذا العام، ولكنّ التجارب الأرضية الروتينية لمعدّات «ستارشيب» تشير إلى أنّ الشركة بصدد التحضير له.
قد نرى في عام 2023 عدداً من الصواريخ الأخرى التي تقلع للمرّة الأولى؛ أبرزها «فولكان سنتور» الذي ستطلقه «يونايتد لانش أليانس» ليحلّ أخيراً محلّ «أطلس في» الذي لعب دوراً أساسياً في إطلاقات الصواريخ الأميركية في العقدين الماضيين. يعتمد «فولكان» على محرّك BE-4 من تصميم شركة «بلو أوريجن» المختصة في الصواريخ والتي أسّسها جيف بيزوس.
ومن المتوقع أن يختبر عددٌ من الشركات الأميركية الخاصة صواريخ فضائية خلال العام الحالي؛ أبرزها شركتا «ريلاتيفيتي» و«إي بي إل»، وقد تلحق بها شركات أجنبية مثل «ميتسوبيشي للصناعات الثقيلة» التي قد تختبر صاروخ «إتش3» الياباني في فبراير (شباط) المقبل، وشركة «أريان سبيس» التي تحضّر لرحلة تجريبية لصاروخ «أريان6» الأوروبي.
دراسات كونية
> تلسكوبات فضائية جديدة: أذهل تلسكوب «ويب» محبّي الفضاء والعلماء بصوره عن الأكوان، ولكنّ هذا العام قد يحمل لنا مزيداً من الفرص عبر مراصد مدارية متنوّعة. ويعدّ مرصد «شانشان» الصيني أبرزها بوصفه أشبه بنسخة محدّثة وأكثر تطوّراً من تلسكوب «هابل» الشهير. تعتزم البعثة مسح الكون باستخدام موجات بصرية وفوق بنفسجية في مدار حول الأرض، بالقرب من محطّة «تيانجونغ» الفضائية الصينية. وأيضاً، من المتوقّع أن تستهلّ اليابان العام الجديد بإطلاق بعثة «كريزم» التي ستستخدم مطيافية الأشعة السينية لدراسة غيوم البلازما في محاولة لتفسير تركيبة الكون. وأخيراً وليس آخراً، قد ينطلق التلسكوب الفضائي الأوروبي «يوكليد (أقليدوس)» على متن صاروخ «سبيس إكس» بعد أن أدّى الاجتياح الروسي لأوكرانيا إلى خسارة التلسكوب مقعده على صاروخ «سايوز» الروسي. يستهدف التلسكوب الأوروبي دراسة الطاقة المظلمة والمادّة المظلمة في الكون.
> بعثات كوكبية جديدة: سيستقبل كوكب المشتري هذا العام سفينة فضائية ستكون أوّل بعثة تدور حول قمر كوكبٍ آخر. ستنطلق بعثة «جويس» («جوبيتر آيسي مون إكسبلورير») التابعة لـ«الوكالة الفضائية الأوروبية» على صاروخ «أريان5» في 5 أبريل المقبل لتستقرّ في نظام «جوفيان» (نظام أقمار صناعية تشكّله أقمار المشتري) في عام 2031. بعد وصولها إلى الكوكب الهدف، تعتزم البعثة تنفيذ 35 طيراناً بالقرب من 3 من أقمار الكوكب العملاق؛ هي «كاليستو»، «أوروبا»، و«غانيميد»، التي يُعتقد أنّها تحتوي محيطات تحت أسطحها. وفي عام 2034، ستبدأ «جويس» الدوران حول «غانيميد»؛ أكبر أقمار النظام الشمسي.
بدورها؛ تخطّط شركة «روكيت لاب» في نيوزيلاندا، للاقتراب من الشمس، واستخدام صاروخ «إلكترون» لإرسال بعثة إلى كوكب الزهرة (فينوس). وسيحاول قمر الشركة الصناعي المسمّى «فوتون» توظيف مسبار صغير طوّرته الشركة بالتعاون مع باحثي «معهد ماساتشوستس للتقنية»، لإجراء دراسة سريعة لغلاف الكوكب الجوي السام. كان من المزمع أن تنطلق البعثة في مايو (أيّار) المقبل، ولكنّها ستواجه على الأرجح بعض التأجيل بسبب إعطاء الشركة الأولوية لبعثات أخرى.
> كسوف كلّي وآخر شبه كلّي: ينتظرنا في عام 2023 كسوفان شمسيان؛ واحدٌ كاملٌ في 20 أبريل المقبل سيسيطر في الجزء الجنوبي من الكرة الأرضية، وسيحجب خلاله القمر ضوء الشمس بشكلٍ كليّ في أجزاء بعيدة من أستراليا وإندونيسيا.
بدورها؛ ستشهد أميركا الشمالية كسوفاً حلقياً في 14 أكتوبر (تشرين الأول) المقبل؛ في بعض الأحيان، يُطلق على هذا النوع من الكسوف اسم «حلقة النّار»؛ لأنّ القمر خلالها يكون بعيداً جداً من الأرض بحيث لا يستطيع حجب الشمس بشكلٍ كلي ولكنّه يُظهر ما يشبه تأثير الحلقة عندما يصل إلى ذروته. سيظهر هذا الكسوف في أجزاء من الولايات المتحدة قبل أن ينتهي في أميركا الجنوبية والوسطى. وإذا كانت الأحوال الجوية ملائمة، فسيستمتع النّاس بعرضٍ شمسي رائع يسبقُ كسوفاً كلياً في 8 أبريل 2024، الذي من المتوقّع أن يغطي الولايات المتحدة من الجنوب الغربي إلى الشمال الشرقي.

* خدمة «نيويورك تايمز»



ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
TT

ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)

تُشكل ندرة المياه العذبة تحدياً عالمياً زائداً، خصوصاً في المناطق الجافة التي تشهد استنزافاً سريعاً لمواردها المحدودة. كما يزيد النمو السكاني والتطور الاقتصادي من حدة المشكلة، حيث يرفعان الطلب على المياه لأغراض الشرب والزراعة والصناعة؛ مما يهدد الصحة العامة والأمن الغذائي.

وتعتمد الطرق التقليدية لتحلية المياه على الطاقة بشكل مكثف ولها آثار بيئية سلبية، بينما تعد تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية حلاً واعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي، حيث تستفيد من الطاقة الشمسية المتجددة. وعلى الرغم من أن أنظمة «المقطرات» الشمسية لتحلية المياه تعد طريقة مستدامة، فإنها تواجه تحديات مثل الكفاءة المنخفضة التي تتراوح بين 30 و40 في المائة، ومعدلات إنتاج منخفضة للمياه العذبة، بالإضافة إلى التلوث البيئي الناجم عن استخدام مواد تقليدية، مثل المواد ذات التغير الطوري.

ألياف طبيعية

واستعرضت دراسة مرجعية أجراها باحثون مصريون، إمكانية استخدام الألياف الطبيعية بوصفها وسيلة مستدامة لتعزيز أداء الأنظمة الشمسية لتحلية المياه. وتتميز الألياف الطبيعية، المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية متاحة في المناطق النائية، بكونها بديلاً منخفض التكلفة، وقابلة للتحلل الحيوي، ومتعددة الاستخدامات.

ووفق النتائج المنشورة بعدد نوفمبر (تشرين الثاني) بدورية (Solar Energy)، يمكن للألياف الطبيعية مثل القطن، وقش الأرز، وألياف شجرة الموز، ونبات السيزال، وقش الخيزران، تحسين الأداء من خلال توفير الهيكل المسامي من أجل ترشيح المياه، وإزالة الشوائب، وتعزيز نقل الحرارة.

يقول الدكتور محمد عجيزة، الباحث الرئيسي للدراسة بقسم الهندسة الميكانيكية في جامعة كفر الشيخ، إن الألياف الطبيعية توفر حلاً مستداماً لتحسين كفاءة تحلية المياه بالطاقة الشمسية مع تقليل الأثر البيئي، لأنها تتميز بالتحلل البيولوجي، ما يجعلها خياراً جذاباً لتعزيز كفاءة الأنظمة الشمسية في المناطق التي تفتقر إلى الموارد.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن الألياف الطبيعية توفر امتصاصاً عالياً للإشعاع الشمسي؛ مما يُحسّن الاحتفاظ بالحرارة ويزيد معدلات التبخر، كما تعزز الكفاءة الحرارية والعزل وتقلل الفاقد الحراري؛ مما يزيد من كفاءة التكثيف بفضل مساحتها السطحية الكبيرة، فيما تُسهّل خصائصها نقل المقطر الشمسي، وتوزيعه في المناطق النائية، حيث تقلل من الوزن الإجمالي له.

تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية تعد حلا ًواعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي (جامعة واترلو)

تقييم الأداء

أثبتت الدراسة أن الألياف الطبيعية تتمتع بقدرة استثنائية على امتصاص المياه تصل إلى 234 في المائة، بالإضافة إلى خصائصها الحرارية المميزة؛ مما يتيح استخدامها بوصفها مواد عازلة أو ممتصة أو موصلة للحرارة في الأنظمة الشمسية. ويسهم ذلك في تحسين عمليات التبخير والتكثيف. وتعمل هذه الألياف على تعزيز نقل الحرارة وتقليل فقد الطاقة؛ مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة بنسبة 15 في المائة. كما وجد الباحثون أن هذه الألياف أثبتت قدرتها على زيادة إنتاجية المياه العذبة بشكل ملحوظ، حيث حققت زيادة تصل إلى 123.5 في المائة مع قشور الجوز الأسود، و126.67 في المائة مع مزيج من ألياف النباتات التي تنمو في البرك والمستنقعات وألياف السيزال.

وبالمقارنة مع المقطرات التقليدية، حققت بعض الألياف زيادة ملحوظة في إنتاج المياه العذبة، مثل نشارة الخشب وقش الأرز (62 في المائة)، واللوف الأسود (77.62 في المائة)، وألياف السيزال (102.7 في المائة)، والقماش القطني (53.12 في المائة)، وألياف النخيل (44.50 في المائة)، وألياف الكتان (39.6 في المائة).

وحددت الدراسة أبرز مميزات التوسع في استخدام الألياف الطبيعية في تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية، مثل وفرة الموارد الشمسية والمساحات الواسعة لتركيب الأنظمة، بالإضافة لكون الألياف خياراً مستداماً. كما تدعم زيادة استنزاف الموارد المائية العالمية، ونمو السكان، وزيادة الوعي بتغير المناخ الحاجة الملحة لهذه التكنولوجيا.

في المقابل، أشار الباحثون إلى تحديات تواجه هذه التقنيات، منها قلة الاستثمارات في الطاقة المتجددة، والوعي المحدود بفوائد أنظمة التحلية الشمسية، بالإضافة إلى قلة الانتشار والعوائق التجارية مقارنة بالتقنيات التقليدية، والاختلافات في سياسات الطاقة بين الدول، ما يؤثر على إمكانية توسيع نطاق استخدامها.

وأوصى الباحثون بإجراء مزيد من الأبحاث لتحسين تركيبات الألياف الطبيعية، واستكشاف بدائل قابلة للتحلل الحيوي لتقليل الأثر البيئي. وأكدوا أهمية إجراء تقييمات شاملة لتقنيات التحلية الشمسية لتحقيق أقصى تأثير ممكن وتلبية الاحتياجات الزائدة للمياه بشكل مستدام؛ مما يسهم في دعم الأمن المائي، وتعزيز القدرة على التكيف مع التغيرات المناخية.