«ناسا» تستهدف الوصول للمريخ في 45 يوما فقط !

«ناسا» تستهدف الوصول للمريخ في 45 يوما فقط !
TT

«ناسا» تستهدف الوصول للمريخ في 45 يوما فقط !

«ناسا» تستهدف الوصول للمريخ في 45 يوما فقط !

نحن نعيش في عصر استكشاف الفضاء المتجدد؛ حيث تخطط العديد من الوكالات لإرسال رواد فضاء إلى القمر في السنوات القادمة. وسيتبع ذلك في العقد القادم ببعثات مأهولة إلى المريخ من قبل وكال الفضاء الأميركية (ناسا) والصين وقد تنضم إليهما دول أخرى.
وتتطلب هذه المهام تقنيات جديدة تتراوح من دعم الحياة والوقاية من الإشعاع إلى الطاقة والدفع؛ وعندما يتعلق الأمر بالأخير، فإن الدفع الحراري النووي والكهربائي النووي (NTP / NEP) هو المنافس الأول؛ فقد أمضت وكالة «ناسا» وبرنامج الفضاء السوفيتي عقودًا في البحث عن الدفع النووي أثناء سباق الفضاء. لكن قبل بضع سنوات، أعادت «ناسا» إطلاق برنامجها النووي بهدف تطوير الدفع النووي ثنائي النسق (نظام من جزأين يتكون من عنصر NTP و NEP) يمكن أن يتيح الانتقال إلى المريخ في 100 يوم.
وكجزء من برنامجها للمفاهيم المتقدمة المبتكرة (NIAC) لعام 2023، اختارت «ناسا» مفهومًا نوويًا لتطوير المرحلة الأولى. حيث تستخدم الفئة الجديدة من نظام الدفع النووي ثنائي النسق «دورة موجة دوّارة» يمكن أن تقلل أوقات العبور إلى المريخ إلى 45 يومًا فقط، وذلك وفق ما نشر موقع «ساينس إليرت» العلمي المتخصص، نقلا عن Universe Today.
الاقتراح الذي عنون بـ «Bimodal NTP / NEP with a Wave Rotor Cycle»، قدمه البروفيسور رايان جوس رئيس برنامج «Hypersonics» بجامعة فلوريدا عضو فريق فلوريدا للأبحاث التطبيقية في الهندسة (FLARE)؛ وهو واحد من 14 اقتراحا تم اختيارها من قبل NAIC هذا العام لتطوير المرحلة الأولى للمساعدة في إنضاج التكنولوجيا والأساليب المستخدمة. فيما تضمنت المقترحات الأخرى أجهزة استشعار وأدوات وتقنيات تصنيع وأنظمة طاقة مبتكرة وغير ذلك.
وفي هذا الاطار، ينخفض الدفع النووي بشكل أساسي إلى مفهومين؛ كلاهما يعتمد على التقنيات التي تم اختبارها بدقة والتحقق من صحتها. فبالنسبة للدفع الحراري النووي (NTP)، تتكون الدورة من دافع تسخين سائل الهيدروجين (LH2) للمفاعل النووي، وتحويله إلى غاز الهيدروجين المتأين (البلازما) الذي يتم توجيهه بعد ذلك عبر الفتحات لتوليد الدفع. وقد تم إجراء عدة محاولات لبناء اختبار لنظام الدفع هذا، بما في ذلك Project Rover؛ وهو جهد تعاوني بين القوات الجوية الأميركية وهيئة الطاقة الذرية (AEC) التي تم إطلاقها عام 1955.
وفي عام 1959، تسلمت وكالة ناسا المهمة من USAF، ودخل البرنامج مرحلة جديدة مخصصة لتطبيقات رحلات الفضاء، أدى ذلك في النهاية إلى إنشاء محرك نووي لتطبيق المركبات الصاروخية (NERVA)؛ وهو مفاعل نووي صلب النواة تم اختباره بنجاح. فيما يعتمد الدفع النووي الكهربائي (NEP) على مفاعل نووي لتزويد الكهرباء إلى دافع تأثير هول (محرك أيوني)، والذي يولد مجالًا كهرومغناطيسيًا يؤين ويسرع غازًا خاملًا (مثل الزينون) لتكوينه. وتشمل محاولات تطوير هذه التكنولوجيا مشروع بروميثيوس لمبادرة الأنظمة النووية (NSI) التابع لوكالة ناسا (2003 إلى 2005).
واستنادًا إلى تقنية الدفع التقليدية، يمكن أن تستمر مهمة مأهولة إلى المريخ لمدة تصل إلى ثلاث سنوات. وستنطلق هذه المهمات كل 26 شهرًا عندما تكون الأرض والمريخ في أقرب نقطة لها (ويعرف أيضًا باسم معارضة المريخ) وستقضي ما لا يقل عن ستة إلى تسعة أشهر في العبور.
وقد يؤدي العبور لمدة 45 يومًا (ستة أسابيع ونصف) إلى تقليل الوقت الإجمالي للمهمة إلى أشهر بدلاً من سنوات. وهذا من شأنه أن يقلل بشكل كبير من المخاطر الرئيسية المرتبطة بالبعثات إلى المريخ، بما في ذلك التعرض للإشعاع والوقت الذي تقضيها في الجاذبية الصغرى والمخاوف الصحية ذات الصلة.
وبالإضافة إلى الدفع، هناك مقترحات لتصميمات مفاعلات جديدة من شأنها أن توفر مصدر طاقة ثابتًا للمهام السطحية طويلة الأمد حيث لا تتوفر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح دائمًا. وتشمل الأمثلة مفاعل كيلوباور التابع لوكالة «ناسا» باستخدام تقنية ستيرلينغ (KRUSTY)، ومفاعل الانشطار/الاندماج الهجين الذي تم اختياره للمرحلة الأولى من خلال اختيار «ناسا» NAIC 2023. إذ يمكن لهذه التطبيقات النووية وغيرها من التطبيقات النووية أن تمكن يومًا ما من إرسال مهمات مأهولة إلى المريخ ومواقع أخرى في الفضاء السحيق، ربما في وقت أقرب مما نعتقد.


مقالات ذات صلة

انطلاق صاروخ يحمل مركبتين فضائيتين من أميركا واليابان إلى القمر

الولايات المتحدة​ انطلقت مهمة «Blue Ghost Mission 1» على متن صاروخ «SpaceX Falcon 9» من مجمع الإطلاق «A39» التابع لوكالة «ناسا» في مركز كيندي للفضاء التابع للوكالة في كيب كانافيرال بولاية فلوريدا (إ.ب.أ)

انطلاق صاروخ يحمل مركبتين فضائيتين من أميركا واليابان إلى القمر

انطلق اليوم (الأربعاء) من مركز كيندي الفضائي على ساحل الولايات المتحدة الشرقي، صاروخ واحد يحمل مركبتين فضائيتين، لمهمتين إلى القمر لحساب شركتين خاصتين.

«الشرق الأوسط» (مركز كيندي الفضائي (الولايات المتحدة))
يوميات الشرق الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم يراقب إطلاق القمر الاصطناعي «محمد بن زايد سات» من مركز التحكم في مركز محمد بن راشد للفضاء في دبي.

الإمارات تنجح في إطلاق قمر اصطناعي لرصد الأرض

أعلنت الإمارات عن نجاح إطلاق القمر الاصطناعي، الذي قالت إنه يتميز بقدرات متطورة لرصد الأرض

«الشرق الأوسط» (دبي)
تكنولوجيا صاروخ «نيو غلين» الفضائي في منصة الإطلاق (حساب شركة «بلو أوريجين» في منصة «إكس»)

«بلو أوريجين» تُرجئ الرحلة الأولى لصاروخها الفضائي «نيو غلين»

أرجأت شركة «بلو أوريجين» الرحلة الأولى لصاروخ «نيو غلين» الفضائي التي كان يُفترض أن تتم يوم الاثنين، بسبب مشكلات تقنية لم تحددها.

«الشرق الأوسط» (كاب كانافيرال (الولايات المتحدة))
الولايات المتحدة​ الشركة حددت نافذة إطلاق أخرى الاثنين عند الساعة 1:00 بالتوقيت المحلي (06:00 بتوقيت غرينيتش) (أ.ف.ب)

إرجاء الرحلة الأولى لصاروخ «نيو غلين» الفضائي التابع لـ«بلو أوريغين»

أُرجئت اليوم (الأحد) الرحلة الأولى لصاروخ «نيو غلين» الفضائي التابع لـ«بلو أوريغين» بسبب الظروف البحرية.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
تكنولوجيا وكالة الفضاء الأوروبية أصدرت أفضل الصور القريبة حتى الآن لكوكب عطارد (أ.ب)

المسبار الفضائي «بيبي كولومبو» يلتقط أقرب صور لعطارد

قالت وكالة «أسوشييتد برس» للأنباء إن وكالة الفضاء الأوروبية أصدرت أفضل الصور القريبة حتى الآن لكوكب عطارد.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)

فك لغز الحركات البارعة للأخطبوط

تمتلك أذرع الأخطبوط أنظمة عصبية مجزأة لتمكينه من أداء حركات استثنائية (جامعة شيكاغو)
تمتلك أذرع الأخطبوط أنظمة عصبية مجزأة لتمكينه من أداء حركات استثنائية (جامعة شيكاغو)
TT

فك لغز الحركات البارعة للأخطبوط

تمتلك أذرع الأخطبوط أنظمة عصبية مجزأة لتمكينه من أداء حركات استثنائية (جامعة شيكاغو)
تمتلك أذرع الأخطبوط أنظمة عصبية مجزأة لتمكينه من أداء حركات استثنائية (جامعة شيكاغو)

كشفت دراسة جديدة أجراها باحثون من جامعة شيكاغو الأميركية أن الدوائر العصبية التي تتحكم في حركة أذرع الأخطبوطات مجزأة، مما يمنح هذه المخلوقات تحكماً دقيقاً واستثنائياً عبر جميع أذرعها الثماني، وعبر مئات الممصات الموجودة على طول هذه الأذرع، لاستكشاف بيئتها والإمساك بالأشياء والتقاط الفرائس.

ووفق نتائج الدراسة التي نُشرت، الأربعاء، في دورية «نيتشر كومينيكيشين»، تحتوي كل ذراع من أذرع الأخطبوط على نظام عصبي ضخم، مع وجود عدد أكبر من الخلايا العصبية مجتمعة عبر الأذرع الثماني، مقارنة بدماغ الحيوان.

وتتركز هذه الخلايا العصبية في الحبل العصبي المحوري الكبير (ANC)، والذي يتعرج ذهاباً وإياباً أثناء انتقاله من الدماغ إلى أسفل الذراع.

وتتحرك أذرع الأخطبوط ببراعة لا تصدق، فتنحني وتلتف وتتراجع بدرجات لا نهائية من الدقة والحرية تقريباً.

وقال كليفتون راجسديل، أستاذ علم الأعصاب في جامعة شيكاغو والمؤلف الرئيس للدراسة، في بيان صادر الأربعاء: «نعتقد أنها سمة تطورت على وجه التحديد في رأسيات الأرجل ذات الجسم الرخو مع الممصات للقيام بهذه الحركات الشبيهة بحركات الديدان».

ويمكن للأخطبوطات أن تتحرك وتغير شكل ممصاتها بشكل مستقل. كما أن الممصات مليئة بمستقبلات حسية تسمح للأخطبوط بتذوق وشم الأشياء التي يلمسها -مثل الجمع بين اليد واللسان والأنف.

درست كاسادي أولسون، وهي طالبة دراسات عليا في علم الأعصاب الحاسوبي والتي قادت الدراسة، بنية الحبل العصبي المحوري واتصالاته بالعضلات في أذرع الأخطبوط ذي البقعتين الكاليفورني (Octopus bimaculoides)، وهو نوع صغير موطنه المحيط الهادئ قبالة ساحل كاليفورنيا.

وكانت هي والباحثة المشاركة بالدراسة جريس شولتز، وهي طالبة دراسات عليا في علم الأحياء التنموي والتجديدي والخلايا الجذعية، تحاولان النظر إلى المقاطع العرضية الدائرية الرقيقة للأذرع تحت المجهر، لكن العينات استمرت في السقوط من الشرائح. لقد جربوا شرائح طولية من الذراعين وكان حظهم أفضل، مما أدى إلى اكتشاف غير متوقع.

تمتلك الأخطبوطات ثماني أذرع ومئات الممصات على طول هذه الأذرع (جامعة شيكاغو)

وباستخدام العلامات الخلوية وأدوات التصوير لتتبع البنية والاتصالات بين أجزاء الحبل العصبي المحوري الكبير، رأوا أن أجسام الخلايا العصبية كانت معبأة في أعمدة تشكل أجزاء، مثل الأنبوب المموج. يتم فصل هذه الأجزاء عن طريق فجوات تسمى الحواجز، حيث تخرج الأعصاب والأوعية الدموية إلى العضلات القريبة. وتتصل الأعصاب من أجزاء متعددة بمناطق مختلفة من العضلات، مما يشير إلى أن هذه الأجزاء تعمل معاً في وحدة واحدة متسقة للتحكم في الحركة.

قالت أولسون: «بالنظر إلى هذا من منظور دراسات النمذجة الحاسوبية، فإن أفضل طريقة لإعداد نظام تحكم لهذه الذراع الطويلة والمرنة للغاية هي تقسيمها إلى أجزاء أصغر».

وأوضحت: «ولكن يجب أن يكون هناك نوع من الاتصال بين الأجزاء، مما يساعد في تنعيم أداء تلك الحركات بهذا الشكل الفريد».

وتشير النتائج إلى أن «الجهاز العصبي ينشئ خريطة مكانية أو طبوغرافية لكل ممص». ويعتقد الباحثون أن هذه «الخريطة الماصة»، كما أطلقوا عليها، «تسهل هذه القدرة الحسية الحركية المعقدة».

ولمعرفة ما إذا كان هذا النوع من البنية شائعاً بين رأسيات الأرجل ذات الجسم الرخو الأخرى، درسوا أيضاً نوعاً آخر شائعاً في المحيط الأطلسي من أنواع الحبار الساحلي طويل الزعانف، والذي يحتوي على ثماني أذرع ذات عضلات وممصات مثل الأخطبوط.

وفي حين انفصلت الأخطبوطات والحبار عن بعضهما البعض منذ أكثر من 270 مليون سنة، وفق نتائج دراسات التطور، فإن التشابهات في كيفية تحكمهما في أجزاء من أطرافهما باستخدام الممصات -والاختلافات في الأجزاء التي لا تفعل ذلك- تُظهر كيف يمكن التطور دائماً من إيجاد أفضل الحلول.

وهو ما علق عليه راجسديل: «إن الكائنات الحية التي تمتلك هذه الزوائد الممتلئة بالممصات والتي تتحرك مثل الديدان تحتاج إلى نوع مناسب من الجهاز العصبي. وقد تطورت لرأسيات الأرجل بنية مقطعية تختلف تفاصيلها وفقاً لمتطلبات بيئاتها».