9_All_Tag

الأشرعةالشمسيةأجنحةتحلّقإلىأقربالنجومفيرحلةتستغرق20عاما يمانالشريف كانالتحديالأصعبالتيواجهالإنسانهوالهروبمنسطحالأرض,والتحررمنجاذبيتهابأيّثمن,للوصولإلىالفضاءالخارجي,وسبردهاليزالكونوأغواره,فساهمعددمنالرياضيينوالفيزيائيينفيصياغةمعادلاترياضيةلرفعالأجسامإلىالأعلى,وكانتمعادلةالعالمالروسي"قسطنطينتسيولكوفسكي"تمثّلحجرالزاويةالتيبُنيعليهاعلمالصواريخ نشر"تسيولكوفسكي"المعادلةعام1903ضمنورقتهالبحثية"استكشافالفضاءالخارجيبواسطةالأجهزةالصاروخية",وهيتنصعلىأنّالمبدأالذيينبغيأنتتبعهجميعالآلاتللصعودإلىالفضاء;هوأنتكونهذهالأجسامقادرةعلىتزويدنفسهابقوّةدفع(تسارع),عبرطردبعضكتلتهابسرعاتعالية,فيحدثاندفاعللجسم,وفقالمبدأحفظالزخم(ConservationofMomentum)1 وبعدفترةوجيزةمنإيجادالمعادلة,وتحديدافيعام1912,كانالعالمالأمريكي"روبرتغودارد"قدقطعشوطاكبيرابتطويرالمعادلةبشكلمستقل,وقدبدأأبحاثهالعمليةفيتحسينمحركاتالصواريخ,ونجحفيإطلاقأوّلصاروخيعملبالوقودالسائلعام1926,ثمتبعتتلكاللحظةالفارقةإنجازاتلاحصرلهافيالفضاء2 لميكتفِالإنسانبإرسالالصواريخوالمركباتوالأقمارالصناعيةإلىالفضاءالخارجي,بلصعدبنفسهعاليا,متجاوزاالحدالفاصلبينالغلافالجوّيللأرضوالفضاءالخارجيالذييُعرفبخط"كارمان",ويقععلىارتفاع100كيلومترفوقسطحالبحر,ويعدرائدالفضاءالروسي"يوريغاغارين"أوّلمنفتحأبوابالفضاءعلىمصراعيهالكافةروّادالفضاءلاحقا الأشرعةالشمسيةتعتمدفينجاحهاعلىحجمالأشرعةوكتلةالمركبةوالمسافةالفاصلةعنالشمس وكانتالعقودالقليلةالتاليةمليئةبالرحلاتوالمهامالفضائيةالتياستهدفتكثيرامنالأجرامالسماوية,فلمتكنالأرضوالقمرالهدفالوحيد,بلإنّمسابيرفضائيةحلّقتبعيداإلىالشمسوالمريخوالمشتريوبقيّةالكواكبالمجاورة,حتّىأنكوكببلوتوالقزمالذييقفعلىأطرافالمجموعةالشمسية,وجدمنيلقيعليهالتحيّةمنالأرض "فوياجر1"أولالعابرينحدّالغلافالشمسي مناللحظاتالفارقةالتيخُلّدتفيتاريخالبشريةالمحدودفيمجالالفضاء,لحظةاجتيازالمسبارالفضائي"فوياجر1"حدالغلافالشمسي,وهوالحدالفاصلبينالمجموعةالشمسيةوالوسطالنجميالسحيق,وذلكفييوم25أغسطس/آب2012,علىمسافة18ملياركيلومترمنالشمس بسرعتهاالكبيرةالبالغة56ألفكيلومترفيالساعة,ستصلمركبة"فوياجر1"نجمرجلقنطورسبعد81ألفسنة وقبلذلكالإنجازالبشريالفريد,قضى"فوياجر1"نحو35عاماعائمافيالفضاءباحثاعنسبيلللخروج,وكانقدأُطلقعام1977معتوأمه"فوياجر2"الذيحلّقخارجالمجموعةالشمسية,لكنإلىوجهةأخرىسعياللبحثعننجمحاضنآخربعيدعنالشمس ويرىالعلماءأنّكلاالمسبارينفينهايةالمطافسيصلانإلىنجمماسابحفيالفضاء,ووفقاللحساباتالحالية,فإنّ"فوياجر1"متجهنحونجميُدعى"غليس445"445),وهويبعدعنالأرضبحوالي17.5سنةضوئية,وفيغضون40ألفسنة,سيقطعالمسبارالفضائي0.35%فقطمنالمسافةالمطلوبةللوصول3 "القنطورالأقرب"قزمأحمرعلىمسافة81ألفسنة قياساعلىتلكالأرقامالتيذكرنا,فإنّالتنقلبينالنجوموالبحثعنكواكبأخرىخارجالمجموعةالشمسية,يُعدأمرامُحالاوصعبالمنال,بالنظرإلىمحدوديةالتكنولوجياالتييمتلكهاالبشراليوم ويُعدنجم"بروكسيماسنتوري"أو"القنطورالأقرب"أقربالنجومإلىالشمس,وهونجمقزمأحمريقععندمسافة4.2سنواتضوئية,وإذاافترضناأنّ"فوياجر1"كانمتجهانحوهبسرعتهالحالية(56ألفكلم/ساعة),فسيستغرقمايقارب81ألفعاملتغطيةهذهالمسافةكاملة4 نجم"رِجلقنطورس"هوأقربالنجومإلىالشمسبمسافة4.3سنةضوئية وعطفاعلىجميعماسبق,فإنّالمسبارالفضائيستنفذطاقتهفينهايةالمطاف,ولنيكونقادراعلىتغييراتجاههأوسرعته,بغضالنظرعنمصدرالطاقةالمستخدمة,لاسيمامعمحدوديةالسرعةوالكفاءةلدىجميعالمحركاتالمستخدمةاليومفيالصواريخوالمركباتالفضائية,وهيتنقسمإلى3فئات,ألاوهيالمحركاتالكيميائية,والمحركاتالكهربائيةوالأيونية,والمحركاتالنووية "نظامالأشرعةالشمسيةالمُركّب"ثورةالفضاءالقادمة فيأبريل/نيسان2024,أعلنتوكالةالفضاءالأمريكية"ناسا"عنمقترحآليةثوريةقادرةعلىإرسالالمركباتالفضائيةومسابيرالفضاءبسرعةوكفاءةعاليتين,بواسطةنظامشراعيشمسي,علىغرارالسفنالشراعيةالقديمةالتيكانتتستخدمالرياحمصدراللطاقة يحملهذاالنظاماسم"نظامالأشرعةالشمسيةالمرَكّبالمتقدم",وتعملوكالة"ناسا"علىأنيكونبرنامجاثورياقادراعلىحلّمعضلاتعدّةفيضربةواحدة,ويسعىالمقترحلاستخدامأشرعةخفيفةالوزن,مصنوعةمنالبوليمرالمرنوأليافالكربون,علىأنتكونقادرةعلىأخذالإنسانإلىأبعدمماحققهفيوقتوجيز5 نموذجتخيليللشراعالشمسيالذييحاكيعملالأشرعةفيالقواربالشراعية ففيأنظمةالدفعالحاليةمثلتلكالموجودةفيمسباري"فوياجر1"و"فوياجر2",تُستخدممحركاتثقيلةتعملعلىالوقودالداخليالذيتحتويه,وتتوقفعنالعملبمجرّدنفادهذاالوقودكماأنّسعةخزّانالوقودتبقىمحدودة,بسببماتضيفهمنوزنقديعوقرفعالصاروخعنسطحالأرض,وهيفيالنهايةتحرقكثيرامنذلكالوقودللهروبمنجاذبيةالأرض وماجاءفيالمقترحالجديديتخلّىعنفكرةالوقودالداخلي,ويتخذأشعةالشمسمصدراللطاقةوالوقودغيرالمحدود,لكيتعملالأشرعةالتيستدفعالمركباتالفضائيةفيأرجاءالكون الفوتوناتثرواتيحملهاضوءالشمس يتكوّنالضوءالقادممنالشمسمنجسيماتدونذريةيُطلقعليهاالفوتونات,ومعأنهاليستذاتكتلة,فإنّلهازخما(Momentum)وباستخدامأشرعةضخمةعاكسةللضوء,ستحصلالمركبةالفضائيةعلىزخمكافإثراصطدامالفوتوناتبالأشرعة وقدلاتبدوهذهالتقنيةعمليةعلىسطحالأرضضمنالغلافالجوّي,علىعكسالفضاء,فهويفتقرلجميعأنواعالمقاومة,بمافيذلكمقاومةالهواء,فكلّمايتطلّبهالأمردفعةطفيفةمنالشمس,وستسيرالمركبةالفضائيةعلىأكملوجه شراع"إيكاروس"الشمسيالتابعلوكالةاستكشافالفضاءاليابانية ومعأنالفوتونالواحدذوقدرضئيلمنالزخم,فإنّالشمستنتجكثيرامنالفوتوناتباستمرار,ومادامتالشمسموجودةأويمكنرؤيتها,فإنّالمركبةالفضائيةستحصلعلىتسارعمستمر,وإنكانالتسارعبطيئانسبيا ويمكنتوجيههذهالأشرعةالشمسيةباستمرارعنطريقالتلاعببميلانهاوخصائصهاالهندسيةلتغييروجهةالمركبةالفضائية,فلاتقتصرالحركةعلىاتجاهالأشعةالشمسية أشعةالليزررحلةالعشرينعاماإلىرِجلقنطورس بطبيعةالحال,فإنّنظامالأشرعةالشمسيةيعتمدعلى3عوامللتحديدسرعةالمركبةالفضائية,ألاوهيحجمالشراع,وكتلةالمركبة,والمسافةالفاصلةبينهاوبينالشمس يمكنأنيعالجالعاملانالأولانببساطةفيأثناءتصميمالمركبةالفضائية,لكنّالتحدّيالحقيقييكمنفيالعاملالثالث,وهيالمسافةالفاصلةعنمصدرالطاقة,ألاوهيالشمس ستندفعالأشرعةالشمسيةفيالفضاءبخُمسسرعةالضوءبفضلقوةأشعةالليزرالدافعةلها فوفقالقانون"التربيعالعكسي",فإنشدةضوءالشمستتناسبعكسيامعمربعالمسافةالفاصلةبينالجسمين,أيلوتضاعفتالمسافةفإنّشدّةالضوءتقلّإلىربعالقيمةالأصلية(السابقة) وللتغلّبعلىهذهالمشكلة,ابتكرعلماءمنمؤسسة"بريكثروإنيشاتيفز"Initiatives)نموذجالمركبةفضائية,تُدفعبأشعةالليزرمنالأرضمباشرة,ونظريايمكنأنتصلسرعةالشراعالشمسينحو20%منسرعةالضوء,أيأنّهسيسيربسرعة216مليونكيلومترفيالساعة,ممايجعلهقادراعلىالوصولفيظرف20عامانحوأقربالنجومإلينا,رِجلقنطورس انعكاسالأشعةتخوفاتمنأكثرأنظمةالسفرمنطقية يرىالعلماءالقائمونعلىهذهالفكرةأنّهاأكثرأنظمةالسفربينالنجوممنطقيةحتىالآن,ومنالواردأنتكونزيارةنجمآخر-بعيداعنالشمس-قابلةالحدوثفيغضونجيلواحدفقط,بدلامنالانتظارآلافالسنوات6 ومعأننامتفائلونحيالهذهالمدّةالقياسية,فإنّثمّةتخوفاتكبيرةحولتصويبأقوىوأشدأنظمةالليزرالمصنوعةمنالأرضباتجاهمركبةفضائيةسابحةبالفضاء,فقديترتبعلىانعكاسالأشعةعلىالأرضأضرارغيرمحسوبة,ولنيكونمنالسهلتداركهالاحقا وقدينظرالمهندسونإلىإمكانيةوضعمركزإطلاقأشعةالليزرفيمكانمافيالفضاءبحيثيكونعائما,أوربّماعلىسطحالقمر,لتفاديأيّزحزحةأوانزياحلمصدرالأشعة اختبارالتحققتحليقعلىبعدألفكيلومتر تأملوكالة"ناسا"تقييمفكرتهاالمبتكرةعنطريقاختبارهاعلىأرضالواقع,ففيالمهمةالتجريبيةالتيانطلقتفيشهرنيسان/أبريل2024,أرسلتالوكالةقمراصناعيابحجمفرنصغيرعلىارتفاعألفكيلومتر,بواسطةصاروخالفضاء"إلكترون",الذيطوّرتهشركةالفضاءالأمريكية"روكيتلاب" وهناكفُتحتالأشرعةالشمسية,وامتدتبواسطة4أذرع,لتكونبالنهايةعلىشكلمربّعكامل,ويصلطولكلّضلعفيهإلىنحو9أمتار وإذاكانتالظروفالضوئيةمواتية,فمنالممكنرؤيةالأشرعةالشمسيةمنالأرض,وربّمايكونسطوعهامشابهالسطوعنجمالشعرىاليمانية,وهوألمعنجمفيسماءالأرض7 ناساتطلقأولتجربةلشراعشمسيفيالفضاءفيأبريل/نيسان2024 وتخضعالأشرعةالآنللاختبارعنطريقأداءبعضالمناورات,بتغييراتجاهالأشرعةبالنسبةلزاويةسقوطأشعةالشمس,ويأملالعاملونعلىالمشروعجمعالبياناتالكافية,لبناءواستنساخالتجربةاليابانيةفيعام2010,وهيمهمة"إيكاروس"لأولنظامأشرعةشمسيةمصغّرفيالعالم,وقدحققتنجاحامبهرا,علىحدوصفوكالةاستكشافالفضاءاليابانية8 المصادر: [1]ارلازوروف,ميخائيل(2024)قسطنطينتسيولكوفسكيالاستردادمن:https://www.britannica.com/contr [2]أوري,جون(2021)مرور95عاماعلىأولصاروخيعملبالوقودالسائلالاستردادمن:https://www.nasa.gov/history/95- [3]محرروالموقع(التاريخغيرمعروف)مهمةفيالوسطالنجميالاستردادمن:https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/interstellar-mission/#:~:text=On%20Aug.,to%20explore%20this%20new%20territory. [4]ويت,كيليكيزر(2023)لماذاتقتربمركبةفوييجرالفضائيةمنالأرض؟الاستردادمن:https://earthsky.org/space/voyager-spacecraft-getti/#:~:text=Voyager%201%20moves%20at%20a,than%20they"re%20moving%20away. [5]محرروالموقع(التاريخغيرمعروف)نظامالأشرعةالشمسيةالمركبالمتقدمالاستردادمن:https://www.nasa.gov/mission/acs [6]محرروالموقع(التاريخغيرمعروف)ستارشوتالاستردادمن:https://breakthroughinitiatives./initiative/3 [7]محرروالموقع(2024)ناساالجيلالقادممنتكنولوجياالشراعالشمسيجاهزةللإطلاقالاستردادمن:https://www.nasa.gov/general/nas [8]هاول,إليزابيث(2014)إيكاروس:أولشراعشمسيناجحالاستردادمن:https://www.space.com/25800-ikar