قمر صناعي خشبي "نجا" لمدة 116 يومًا، مما يفتح عصرًا جديدًا للمركبات الفضائية

(دان تري) - إن حلم عصر الفضاء المستدام، حيث يتم تصنيع المركبات الفضائية من مواد صديقة للبيئة، أصبح حقيقة واقعة تدريجيا.

في عام ٢٠٢٤، أصبح ليجنوسات أول قمر صناعي خشبي يُطلق إلى الفضاء. لكن نظام اتصالاته تعطل، لذا يُحاول العلماء مرة أخرى باستخدام ليجنوسات-٢ (الصورة: ZME).

حقق فريق من العلماء اليابانيين تاريخا جديدا عندما نجح أول قمر صناعي خشبي في العالم ، LignoSat، ليس فقط في الدخول إلى مداره بنجاح، بل تمكن أيضا من البقاء لمدة مذهلة بلغت 116 يوما.

وعلى الرغم من مشاكل الاتصال، فتح هذا النجاح الأولي الباب أمام LignoSat-2 والآمال في مستقبل يحل فيه الخشب محل الألومنيوم في صناعة الفضاء.

كان البروفيسور تاكاو دوي، رائد الفضاء السابق والمصدر الرئيسي للإلهام وراء هذا المشروع، يحلم دائمًا بإنشاء هياكل خشبية في الفضاء، مستوحاة من المعابد القديمة في كيوتو التي توجد منذ أكثر من ألف عام.

وأضاف "إذا تمكنا من استخدام الخشب في الفضاء، فسنتمكن من تطوير مساحة مستدامة إلى الأبد".

اكتسبت فكرة "عصر الفضاء الخشبي" زخمًا كبيرًا العام الماضي مع إطلاق ليجنوسات، أول قمر صناعي خشبي في العالم. طوّره البروفيسور دوي وفريق من العلماء من جامعة كيوتو وشركة سوميتومو فورستري لقطع الأشجار، وهو قمر صناعي مكعب صغير الحجم، رخيص الثمن نسبيًا وسهل البناء.

الهدف الرئيسي للمشروع هو تقليل التأثير البيئي للمركبة الفضائية، حيث أن الخشب مادة متجددة ويخلق تلوثًا أقل عند حرقه عند إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي للأرض.

تم إطلاق القمر الصناعي LignoSat بواسطة وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) من محطة الفضاء الدولية (ISS) وتم تشغيله في المدار لمدة 116 يومًا.

ورغم نجاحه الهائل من حيث البقاء المادي، عانى ليجنوسات من مشكلة مؤسفة: إذ لم يتمكن العلماء في كيوتو من الاتصال به بعد إطلاقه في التاسع من ديسمبر/كانون الأول 2024.

هذا ترك أربعة من أهداف البحث الرئيسية الخمسة دون تحقيق، بما في ذلك قياس التشوه، ودرجة الحرارة، والنفاذية المغناطيسية، وتأثيرات الإشعاع الفضائي على الخشب. واعترف البروفيسور دوي قائلاً: "للأسف، لم نحصل على أيٍّ من المعلومات التي أردنا معرفتها".

يشير التحليل الأولي إلى فشلين محتملين: قد لا يتم تشغيل أحد أو كل المفاتيح الثلاثة التي تنشط النظام وهوائي القمر الصناعي، أو قد لا يتم تهيئة برنامج الكمبيوتر بشكل صحيح.

على الرغم من فشل نظام الاتصالات، إلا أن ليجنوسات حقق إنجازين مهمين.

أولاً، أثبت المشروع أن القمر الصناعي الخشبي قادر على الصمود في المدار دون أن يتفكك، وهو أمر غير مسبوق. ثانياً، بسّط المشروع عملية مراجعة سلامة المركبات الفضائية الخشبية مع ناسا، ممهداً الطريق لتسهيل ترخيص الأقمار الصناعية الخشبية اللاحقة.

يستخدم LignoSat طريقة ربط تقليدية تسمى وصلات ذيل السنونو (الصورة: ZME).

بناءً على الدروس المستفادة، يعمل البروفيسور دوي وزملاؤه على تطوير LignoSat-2، المقرر إطلاقه في عام 2028. سيكون حجم LignoSat-2 ضعف حجم LignoSat الأول، مع نظامين للاتصالات (أحدهما داخل الهيكل والآخر مثبت على السطح) لضمان عدم تكرار فشل الاتصال.

إن تركيب الهوائي داخل جسم القمر الصناعي من شأنه أيضًا أن يقلل من السحب أثناء دورانه حول الأرض.

صديق للبيئة

يشارك البروفيسور دوي طموحًا أكبر: "دعونا ننشئ صناعة خشبية فضائية". يتصور مستقبلًا يحل فيه الخشب محل الألومنيوم كمادة أساسية في الأقمار الصناعية.

يعتبر الخشب أرخص وأسهل استخدامًا وأخف وزنًا من المواد التقليدية المستخدمة في المركبات الفضائية، مما يجعل تطوير الفضاء أكثر سهولة في البلدان ذات الموارد الأقل.

عندما تعود الأقمار الصناعية التقليدية إلى الغلاف الجوي، فإنها تحترق وتخلق جزيئات صغيرة من أكسيد الألومنيوم، والتي يمكن أن تدمر طبقة الأوزون، وتعطل العمليات الجوية وحتى تغير المجال المغناطيسي للأرض.

على النقيض من ذلك، عندما يحترق الخشب، فإنه ينتج فقط ثاني أكسيد الكربون، والرماد القابل للتحلل الحيوي، وبخار الماء، وهي منتجات صديقة للبيئة أكثر بكثير.

وعلى الرغم من الحاجة إلى مزيد من البحث، فمن الأسهل تقييم منتجات تحلل الخشب لأنها المحرك الرئيسي للعمليات الجوية.

حاليًا، مع عودة بضع مئات من الأجسام المُتتبَّعة إلى الأرض سنويًا، لا يُشكِّل تدهور المركبات الفضائية المعدنية مشكلة بيئية رئيسية. ومع ذلك، مع التوسع السريع لصناعة الفضاء، أصبح البحث عن مواد أكثر مراعاةً للبيئة أمرًا مُلِحًّا.

سيحتوي القمر الصناعي LignoSat-2 على هوائيات خارجية وداخلية وسيكون حجمه ضعف حجم القمر الصناعي الأول LignoSat (الصورة: ZME).

وقال جاري ماكينين، المؤسس المشارك لشركة Arctic Astronautics (الشركة الفنلندية التي تقوم أيضًا بتطوير القمر الصناعي الخشبي WISA Woodsat)، إن استبدال جزء صغير من مكونات القمر الصناعي بالخشب يمكن أن يقلل التلوث بشكل كبير.

بالطبع، يُشكّل الخشب أيضًا تحديات لمهندسي المركبات الفضائية. فبصفته مادة طبيعية، قد تظهر عليه عيوب، ولا يتصرف بشكل موحد في مختلف الاتجاهات.

تعمل رافاييلا غونتر، طالبة الدكتوراه في الجامعة التقنية في دريسدن، على إنشاء مواد للمركبات الفضائية من ألياف الخشب ومواد رابطة تتصرف بشكل أكثر اتساقًا.

يؤكد غونتر: "المسألة ليست ما إذا كنا سنبدأ باستخدام مواد أكثر استدامة للمركبات الفضائية. أعتقد أننا يجب أن نبدأ بذلك".

وبفضل هذه التطورات الواعدة، أصبح حلم المستقبل "الأخضر" في الفضاء أقرب إلى التحقق.

المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ve-tinh-go-song-sot-116-ngay-mo-ra-ky-nguyen-moi-cho-tau-vu-tru-20250713221702141.htm