محركات البلازما: القوة الدافعة في السباق إلى الكوكب الأحمر

في أوائل مايو 2026، أحدثت وكالة ناسا الأمريكية ضجة كبيرة باختبارها الناجح لنظام دفع كهرومغناطيسي بقدرة تصل إلى 120 كيلوواط. ويُعتبر هذا الحدث بداية حقبة جديدة تُمكّن البشر من الوصول إلى المريخ.

تعزيز 120 كيلوواط

لعقود طويلة، كان الوقود أكبر عائق أمام السفر إلى الفضاء. تستهلك محركات الصواريخ الكيميائية التقليدية كميات هائلة من الوقود، لكنها غير فعالة، مما يجعل المركبات الفضائية ثقيلة وبطيئة. مع ذلك، غيّر نظام الدفع الكهرومغناطيسي، المعروف أيضاً بنظام الدفع البلازمي (المغناطيسي البلازمي الديناميكي - MPD)، والذي تم اختباره بنجاح مؤخراً في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL)، قواعد اللعبة تماماً.

مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، حيث يجري اختبار محرك الليثيوم أيون الجديد. الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

يتداول مفهوم البلازما المغناطيسية في الأوساط الأكاديمية منذ ستينيات القرن الماضي، لكنه لم يُطبّق عملياً قط. وعلى عكس الأنظمة الحالية، يستخدم هذا التصميم تيارات كهربائية قوية ومجالات مغناطيسية لتسريع البلازما المتولدة من الليثيوم، مما يُولّد قوة دفع أكبر عند مستويات طاقة أعلى.

بحسب موقع ساينس ديلي، فإن محرك MPD بقوة 120 كيلوواط، الذي يستخدم الليثيوم المُبخر كوقود دافع بدلاً من غاز الزينون التقليدي، قادر على تحقيق كفاءة تصل إلى عشرة أضعاف كفاءة أنظمة الدفع الكيميائي التقليدية. ويتجاوز مستوى الطاقة هذا حتى أقوى أنظمة الدفع الكهربائي التي استخدمتها ناسا على الإطلاق في المركبات الفضائية، بما في ذلك النظام الذي يُساعد مركبة Psyche الفضائية على بلوغ سرعات تتجاوز 124,000 ميل في الساعة بفضل قوة دفعه الصغيرة ولكن الثابتة. وتتمثل الميزة الأكبر لهذه التقنية في كفاءتها العالية في استهلاك الوقود، حيث يُمكنها تقليل كمية الوقود المطلوبة بنسبة تصل إلى 90%، مما يُتيح مساحة أكبر للمعدات العلمية والإمدادات وأنظمة دعم الحياة للطاقم.

الأهم من ذلك كله، أن عامل الوقت بالغ الأهمية. فإذا تم تزويد محرك MPD بالطاقة من مصدر قوي بما فيه الكفاية، كالمفاعلات النووية الصغيرة، فإنه سيختصر الرحلة إلى المريخ من 7-9 أشهر إلى بضعة أشهر فقط، أو حتى أسابيع. وهذا أمر حيوي، لأنه كلما قصرت مدة الرحلة، قلّ خطر تعرض رائد الفضاء للإشعاع الكوني وتأثيرات انعدام الوزن على جسمه.

خريطة طاقة جديدة في الفضاء.

يعتبر العلماء نجاح ناسا نقطة تحول تمهد الطريق لرحلات مأهولة إلى المريخ بحلول نهاية هذا العقد. ويتمثل التحدي التالي الذي يسعى إليه باحثو ناسا في زيادة قوة المحركات إلى ما بين 500 كيلوواط و1 ميغاواط لكل وحدة دفع في السنوات القادمة. ووفقًا للخبراء، إذا ما تم تطوير تقنية البلازما بشكل أكبر، فبإمكانها أيضًا تزويد المهمات الروبوتية في جميع أنحاء النظام الشمسي بالطاقة.

لكن الفضاء لم يعد حكرًا على وكالة ناسا. ففي فبراير الماضي، كشف علماء في المؤسسة الروسية للطاقة النووية عن محرك صاروخي يعمل بالبلازما الكهربائية، قادر على دفع المركبات الفضائية إلى المريخ في غضون شهر إلى شهرين. ووفقًا لموقع "إنتريستينغ إنجينيرينغ"، فإنه على عكس محركات الصواريخ التقليدية التي تعتمد على حرق الوقود، يستخدم نظام الدفع المتطور هذا مُسرِّعًا مغناطيسيًا للبلازما، مما يبشر بتقليص كبير في زمن السفر بين الكواكب، ومن المتوقع أن يكون جاهزًا للاستخدام بحلول عام 2030.

بينما تختبر الولايات المتحدة وروسيا محركات البلازما، تركز الصين جهودها على صاروخ "لونغ مارش 10" ومحطة "آي إل آر إس" القمرية (بالتعاون مع روسيا) لتكون بمثابة نقطة انطلاق لاستكشاف المريخ بحلول عام 2030. وفي الوقت نفسه، في يناير 2024، أصبحت اليابان خامس دولة تهبط بمركبة فضائية على سطح القمر، وتخطط للقيام بمهمة استكشاف المريخ باستخدام مسبار. وكانت الهند رابع دولة تحقق هذا الإنجاز في العام السابق.

في ظل المشهد الجيوسياسي المتغير بسرعة في مجال الفضاء، تبرز كوريا الجنوبية كظاهرة فريدة. ينظر إليها المراقبون الآن كقوة موازنة حقيقية في آسيا، قادرة على المنافسة على قدم المساواة في مشاريع استكشاف الكواكب البعيدة. لم تعد "أرض الصباح الهادئ" تكتفي بشراء الأقمار الصناعية أو الاعتماد على الآخرين في عمليات الإطلاق؛ بل أنشأت رسميًا وكالة استكشاف الفضاء الكورية (KASA، والتي يُشار إليها غالبًا باسم "ناسا كوريا الجنوبية") في مايو 2024، بهدف تحويل كوريا الجنوبية إلى قوة عالمية رائدة في مجال الفضاء بحلول عام 2026.

تشمل طموحات كوريا الجنوبية استكشاف القمر والمريخ، وتطوير تكنولوجيا الصواريخ، وإطلاق أقمار صناعية جديدة للاستطلاع والمراقبة. في الثالث من مايو/أيار، أُطلق بنجاح القمر الصناعي الكوري الجنوبي CAS500-2 إلى مداره من قاعدة فضائية في كاليفورنيا، ما يُمثل خطوة هامة إلى الأمام في قدرات البلاد التكنولوجية في مجال الأقمار الصناعية وطموحاتها في تطوير الفضاء. ووفقًا لمنتدى الدفاع في منطقة المحيطين الهندي والهادئ، تخطط سيول لإجراء ثلاث عمليات إطلاق مركبات فضائية أخرى على الأقل قبل عام 2027، وتتوقع إطلاق المزيد من الأقمار الصناعية العسكرية .

إعداد خان هونغ

المصدر: https://www.sggp.org.vn/dong-co-plasma-luc-day-cua-cuoc-dua-den-hanh-tinh-do-post851991.html