تعدين الكويكبات: إنجازٌ هامٌ لتحقيق حلم العيش على المريخ.

قد تصبح الكويكبات "منجم موارد استراتيجي" لأول حضارة بين الكواكب للبشرية.

لعقود من الزمن، كانت فكرة تعدين الكويكبات تُرى عادةً فقط في أفلام الخيال العلمي في هوليوود.

لقد دفعت الصور المألوفة، مثل بروس ويليس وطاقم حفر النفط الخاص به وهم يطيرون إلى الفضاء لتدمير كويكب في فيلم Armageddon، الجماهير في السابق إلى الاعتقاد بأن الصخور الفضائية لا تشكل تهديدًا إلا للأرض.

صورة توضيحية من وكالة ناسا لمستوطنة محتملة على سطح المريخ. المصدر: ناسا

لكن العلماء ينظرون الآن إلى الكويكبات من منظور مختلف تماماً. فبدلاً من اعتبارها تهديداً، بدأ الباحثون ينظرون إليها كمورد محتمل يمكن أن يساعد البشرية في بناء مستعمرات دائمة على المريخ.

تشير دراسة جديدة أجراها علماء في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان (EPFL) إلى أن استخراج المعادن والوقود من الكويكبات لاستخدامها على المريخ لم يعد فكرة بعيدة المنال.

والأهم من ذلك، أنهم يعتقدون أن هذا النموذج يمكن أن يكون قابلاً للتطبيق من الناحية التقنية والاقتصادية إذا تم تنفيذه بشكل صحيح.

الحل لأصعب مشكلة تواجه المستعمرة المريخية.

في النقاشات الدائرة حول إرسال البشر إلى المريخ، كثيراً ما تُذكر الصواريخ والذكاء الاصطناعي وتقنيات البقاء على قيد الحياة خارج كوكب الأرض. مع ذلك، ووفقاً للباحثين، تكمن العقبة الحقيقية في مجال أقل بريقاً بكثير: ألا وهو الخدمات اللوجستية.

إن إنشاء مستعمرة على المريخ سيحتاج إلى أكثر من مجرد الطعام والماء والأكسجين. فلكي يتمكن البشر من البقاء على المدى الطويل، سيحتاجون إلى كميات هائلة من المواد الصناعية مثل الحديد والصلب والألومنيوم والعديد من المعادن الأخرى لبناء المنازل والمركبات والآلات والبنية التحتية.

فك شفرة طريقة جديدة للبحث عن حياة خارج كوكب الأرض: نقطة تحول ستغير تاريخ علم الفلك؟

بمرور الوقت، ستتعطل المعدات، وستحتاج المكونات إلى استبدال، وسيتعين توسيع المرافق. وإذا كان لا بد من شحن كل شيء من الأرض، فستصبح التكلفة باهظة للغاية.

حالياً، قد يكلف إطلاق كل صاروخ يحمل شحنة إلى الفضاء عشرات الملايين من الدولارات لكل طن من الحمولة.

علاوة على ذلك، تستغرق الرحلة من الأرض إلى المريخ ما بين 6 و 9 أشهر، وذلك اعتمادًا على المواقع المدارية للكوكبين.

وهذا يعني أن المستعمرة على المريخ لا يمكنها الاستمرار في الاعتماد على "سلسلة الإمداد بين الكواكب" البطيئة والمكلفة الحالية إلى أجل غير مسمى.

ركز علماء من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان (EPFL) أبحاثهم على مجموعة من الكويكبات المعدنية، والمعروفة أيضاً باسم كويكبات من النوع M. وهي أجرام سماوية تحتوي على كميات كبيرة من الحديد والنيكل ومعادن ثمينة أخرى.

باختصار، هي أشبه بكتل عملاقة من الخام تطفو بحرية في الفضاء.

في الدراسة الجديدة، استخدم الفريق العلمي محاكاة حاسوبية لتحليل آلاف السيناريوهات المختلفة. وكان الهدف هو تحديد ما إذا كان من الممكن استخراج الموارد من الكويكبات ونقلها مباشرة إلى المريخ بكفاءة كافية.

يقوم النظام بحساب عوامل متعددة في وقت واحد، بما في ذلك الطاقة اللازمة للسفر بين الكويكبات والمريخ، وكمية المعادن التي يمكن استخراجها، وكمية الوقود اللازمة لرحلة العودة.

أظهرت النتائج أن الإجابة هي "ربما"، ولكن فقط إذا تم استيفاء شروط صارمة للغاية.

إن تحقيق اختراق هو ما يحدد النجاح أو الفشل.

يُعدّ الوقود أحد أكبر التحديات في استكشاف الفضاء. فإذا اضطرت المركبات الفضائية إلى حمل كل وقودها من الأرض، سترتفع التكلفة بشكل كبير، مما سيقلل بشكل ملحوظ من الكفاءة الاقتصادية للمهمة.

ومع ذلك، فقد وجد فريق البحث نهجًا واعدًا.

يُتيح تنوّع الكويكبات في النظام الشمسي فرصًا لا حصر لها لاستغلالها ودعم إنشاء قواعد على سطح المريخ. المصدر: بابلو كارلوس بوداسي

تحتوي بعض الكويكبات التي تنتمي إلى المجموعة الكربونية على مستويات عالية من الكربون وجليد الماء. وإذا تم التعامل معها بشكل صحيح، يمكن تحويل هذه المواد إلى وقود صاروخي في الفضاء مباشرة.

بمعنى آخر، يمكن لسفينة التعدين أن "تتزود بالوقود" مباشرة من الكويكبات بدلاً من الاضطرار إلى حمل الوقود من الأرض.

يُعتبر هذا عاملاً أساسياً في جعل النموذج بأكمله قابلاً للتطبيق. إن إنتاج الوقود محلياً لا يقلل فقط من الحمولة القادمة من الأرض، بل يفتح أيضاً المجال أمام إمكانية إنشاء شبكة لوجستية فضائية مستقبلية.

هل كانت المريخ في يوم من الأيام تحتوي على محيطات تغطي ثلث الكوكب؟

هذه الفكرة تشبه بناء محطات التزود بالوقود في المحيط في عصر الملاحة، ولكن على نطاق بين الكواكب.

كما أظهرت الدراسة أن ليس كل الكويكبات تستحق الاستغلال.

قد يؤدي اختيار هدف خاطئ إلى تكبيد المركبة الفضائية تكلفة وقود تفوق قيمة المعدن المستخرج. لذا، يصبح تحديد الكويكب الصحيح بدقة أمراً بالغ الأهمية.

حدد العلماء العديد من الكويكبات التي تقع ضمن نطاق تكنولوجيا المركبات الفضائية الحالية.

والأهم من ذلك، أن تكلفة الطاقة اللازمة للسفر ذهاباً وإياباً منخفضة بما يكفي لجعل المهمة ممكنة عملياً.

ومن الجدير بالذكر أن هذا البحث ليس نظرياً فحسب، بل إنه مبني على تقنيات المحركات، والحسابات المدارية، واستغلال الموارد التي يتم تطويرها حالياً من قبل صناعة الفضاء.

إن عصر اقتصاد الفضاء يقترب.

ومع ذلك، يؤكد العلماء أيضاً أن البشرية لا تزال بعيدة كل البعد عن الوقت الذي ستظهر فيه أولى عمليات تعدين الكويكبات.

يمكن استخدام كويكب يحتوي على الكربون لاستخراج مواد تُستخدم كوقود للصواريخ. المصدر: ناسا

لا تزال هناك تحديات كبيرة، بدءًا من روبوتات التعدين الآلية وتكنولوجيا المعادن الفضائية، وصولًا إلى القدرة على نقل المواد عبر النظام الشمسي. علاوة على ذلك، لا تزال القضايا القانونية وملكية الموارد في الفضاء الخارجي عالقة دون حل.

ومع ذلك، تكمن الأهمية الأكبر لهذا البحث في حقيقة أنه يثبت أن هذه المشكلة قابلة للحل تمامًا.

على مدى ستة أيام، ظلّت مركبة كيوريوسيتي التابعة لناسا "محتجزة" بواسطة جسم على سطح المريخ.

لسنوات طويلة، كان يُنظر إلى فكرة تعدين الكويكبات على أنها مكلفة للغاية وغير عملية. لكن الآن، تُظهر النماذج الحاسوبية أن سلسلة إمداد فضائية للمريخ يمكن أن تعمل بكفاءة إذا تم استغلال الموارد الطبيعية المناسبة من خارج الأرض.

إذا أصبح ذلك حقيقة واقعة، فسوف يتغير مستقبل صناعة الفضاء بشكل كامل.

الكويكبات ليست مجرد صخور متجولة عديمة الفائدة؛ بل يمكن أن تصبح "منجم موارد استراتيجي" لأول حضارة بين الكواكب للبشرية.

في يوم من الأيام، عندما يبني البشر أولى المدن على المريخ، فمن المحتمل ألا يكون المهندسون ورواد الفضاء هم الوحيدون الذين سيتم الاحتفاء بهم.

قد يكمن وراء وجود المستعمرة بأكملها نظام لوجستي ضخم يعمل بصمت بين الكويكبات والكوكب الأحمر، وهي شبكة نقل فضائية كانت موجودة في السابق فقط في مخيلة صانعي الأفلام في هوليوود.

(وفقًا لمواقع SciTechDaily وSpace وLiveScience)

نقطة التحول في العقد القادم: هل سيعيش البشر على سطح القمر؟ ستؤسس مهمات أرتميس اللاحقة قاعدة دائمة على سطح القمر وتضع هدفًا أكبر: إرسال البشر إلى المريخ.

المصدر: https://vietnamnet.vn/khai-thac-tieu-hanh-tinh-dot-pha-cho-giac-mo-song-tren-sao-hoa-2517293.html