أربع تقنيات فضائية ستغير حياتنا في المستقبل القريب

2024 مؤلف: Malcolm Clapton | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 03:46

تخيل عالما لم تعد فيه العواصف والأعاصير والفيضانات والبرق تشكل خطرا على البشر. عالم تستغرق فيه الرحلة من لندن إلى سيدني ساعة واحدة. تخيل مستقبلاً تكون فيه معرفتنا بالمادة عميقة لدرجة أن السفر عبر الزمن يصبح حقيقة. يعمل العلماء بالفعل على هذه التقنيات في كاليفورنيا ، في بالو ألتو ، في مختبرات شركة لوكهيد مارتن ، العملاق العالمي في مجال تكنولوجيا الطيران وبناء الطائرات.

تعمل شركة لوكهيد مارتن جنبًا إلى جنب مع وكالة ناسا والجامعات الرائدة في العالم والشركاء التجاريين الأقوياء. يركز العلماء على أربعة مشاريع ستحدث ثورة في عالمنا:

• الحفاظ على حياة الإنسان.
• اكتشاف معرفة جديدة حول أصل الكون ؛
• رحلات بسرعة الصوت ؛
• منع نهاية العالم.

بعد البرق

في مايو ، كلفت الأعاصير والفيضانات والكوارث الطبيعية الأخرى الاقتصاد الأمريكي أكثر من 4.5 مليار دولار.وفقًا لشركة التأمين AON ، كان هناك 412 إعصارًا في شهر واحد. في الصين ، في نفس الشهر ، لقي 81 شخصًا وتضرر ودمر 100000 منزل بسبب أمطار Mei-yu.

لا أحد محصن من كوارث الطقس. في عام 2011 ، ضربت الفيضانات في تايلاند مصانع مكونات الكمبيوتر ورفعت أسعار محركات الأقراص الثابتة في جميع أنحاء العالم.

إن التنبؤ الدقيق بإعصار قادم سيساعد في إنقاذ الأرواح. ستمنح خريطة البرق (GLM) الناس فرصة للاختباء من الكارثة.

يقول سكوت فوس ، نائب رئيس مركز التكنولوجيا المتقدمة التابع لشركة لوكهيد مارتن ، إن البرق يتشكل في السحب ولا يصل إلى الأرض إلا بعد فترة ، لذا يمكنك توقع وقوع كارثة. سيقوم العلماء بتوصيل أجهزة استشعار لجمع بيانات البرق بالقمر الصناعي الأمريكي GOES-R ، والذي سيتم إطلاقه العام المقبل.

يوضح كبير مهندسي القمر الصناعي GOES-R ستيفن جولي أن المستشعرات مصنوعة باستخدام تقنية تلسكوب هابل ، والآن فقط لن ننظر إلى النجوم ، بل إلى الأرض. يبدأ الإعصار بعد 10 دقائق من بدء نشاط البرق ، وهذه الدقائق العشر ستنقذ العديد من الأرواح.

سيساعد متتبع الطقس ، الذي يلتقط الأرض بمعدل 500 إطار في الثانية ، الطائرات على التنقل خلال العاصفة وإرسال إشارة تحذير إلى شبكات الطاقة المهددة على الأرض. يخطط العلماء لنشر نظام GLM في جميع أنحاء العالم.

بالإضافة إلى سوء الأحوال الجوية ، تشكل القذفات الكتلية الإكليلية - مواد من الهالة الشمسية - تهديدًا للأنظمة الكهربائية والطيران. بعد أن قطعت بلايين الكيلومترات في الفضاء ، تصل جزيئات المادة إلى الأرض في 1-3 أيام. حتى الانبعاثات الصغيرة يمكن أن تحط من الإشارة من الأقمار الصناعية ، وسنفقد السيطرة على الطائرات والأنظمة الكهربائية.

كلما زاد الإصدار ، زادت خطورة العواقب. اعتمادًا على وقت حدوث الإطلاق ، والموقع في الشمس حيث سيحدث ، واتجاه حركة الجسيمات ، يمكن أن تفقد بعض أجزاء العالم الكهرباء لمدة تصل إلى 5 أشهر. تدفع شركات التأمين حوالي 10 مليارات دولار سنويًا مقابل أضرار الانبعاثات الإكليلية الجماعية. سيوفر جهاز التصوير الحراري فوق البنفسجي GOES-R إنذارًا مبكرًا للانبعاثات القادمة.

يتم تطوير أداة أخرى على GOES-R ، وهي geoCARB ، بالشراكة مع جامعة أوكلاهوما. يقيس مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض حتى نتمكن من التنبؤ بالتغيرات المتعلقة بكميته.

السفر عبر الزمن وإطلاق النار على المجرات الوليدة

تعمل شركة لوكهيد مارتن وجامعة أريزونا على تطوير كاميرا فائقة الحساسية تعمل بالأشعة تحت الحمراء القريبة تأمل في التقاط ضوء النجوم والمجرات الأولى في مرحلة تكوينها.قام علماء الفلك بتثبيت فقرة في الكاميرا تلتقط صورًا للأجسام المرئية بشكل ضعيف بالقرب من المصادر الساطعة. تشبه آلية عمل الكوروناجراف في NIRCam عندما نغطي أعيننا براحة اليد من أشعة الشمس لنرى شيئًا ما.

سيتم إطلاق NIRCam إلى الفضاء على متن تلسكوب جيمس ويب الفضائي في أكتوبر 2018 من غيانا الفرنسية باستخدام صاروخ آريان 5. بمساعدة أجهزة قياس الطيف ، سيتعلم العلماء المزيد عن طبيعة الضوء ويرون كيف تتشكل السحب الغازية. سيساعد هذا على فهم الكثير عن أصل الكون.

باستخدام NIRCam ، سيدرس الباحثون المادة المظلمة والطاقة المظلمة. الآن هي مخفية عن تلسكوباتنا ، لكننا نعلم أنها موجودة. ستضع هذه المعرفة الأساس لفهم تفاعل المكان والزمان.

نعتقد أن الوقت يتحرك في اتجاه واحد ، لكن المادة ليست كما نعتقد. هناك تجاويف في الفضاء ناتجة عن أجسام كبيرة مثل الشمس ، على سبيل المثال. هل يمكن أن يؤدي هذا الاكتشاف إلى السفر عبر الزمن؟ أنا لا أستبعد أي شيء. تحدثت سلسلة Star Trek القديمة عن العديد من هذه التقنيات ، وضحك عليها والدي ، عالم فيزياء. أصبحت هذه التقنيات الآن حقيقة واقعة. عندما نفهم أسس أصل الكون ، سنكون قادرين على شرح كل الظواهر التي لا يمكننا فهمها الآن.

ستيفن جولي

البحث مع NIRCam مهم ليس فقط لعلماء الكونيات ، ولكن للعالم كله: سيؤثر على نظام المعتقدات ويغير المعتقدات الدينية للإنسانية.

عشرين مرة أسرع من الصوت

فكرة السفر فوق سرعة الصوت ليست جديدة. ظهر المصطلح في السبعينيات ودل على سرعة ماخ 5 ، أي 5 أضعاف سرعة الصوت. العديد من المشاريع مكرسة لمحاولات التغلب على سرعة الصوت عشرات المرات. يخطط المطورون من ألمانيا لإطلاق Hypersonic SpaceLiner بحلول عام 2030 ، والذي سيكون قادرًا على الطيران من أوروبا إلى أستراليا في 90 دقيقة. تعمل شركة لوكهيد مارتن في تطوير التكنولوجيا للتغلب على Mach 20 - 24،498 km / h - و Mach 30.

فشلت محاولات الوصول إلى 20 ماخ بسبب نقص المواد الموثوقة التي يمكنها تحمل الحرارة المتولدة بهذه السرعات. يمتلك العلماء الآن مادة تبرد من تلقاء نفسها عن طريق "إراقة" الإلكترونات ، تمامًا كما ينتج جسم الإنسان العرق.

تعمل شركة لوكهيد مارتن مع إمبريال كوليدج لندن ، التي تمتلك نفقًا هوائيًا تفوق سرعته سرعة الصوت لاختبار المواد. هناك حاجة إلى الرحلات الأسرع من الصوت ليس فقط للركاب العاديين للانتقال بسرعة من بلد إلى آخر. إنها ضرورية لتقديم المساعدة الإنسانية أو الإغاثة الفورية في حالات الكوارث ، على الرغم من أن تكلفة السفر الأسرع من الصوت ستكون عالية جدًا في السنوات الأولى من الاستخدام.

إلى جانب المواد التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، سيتم استخدام تطورات أخرى لإنشاء آلات المستقبل. على سبيل المثال ، سيتم استخدام الأنابيب النانوية الكربونية ، التي تكون أرق بمقدار 50000 مرة من شعر الإنسان ، في البطاريات.

نستخدم تقنيات الفضاء في صناعة الطائرات والسيارات وفي الحياة اليومية بالفعل. لقد اخترعنا أجهزة استشعار بمصدر طاقة يمكنه تشغيل نفسه وإيقاف تشغيله بدون أسلاك. هذا سيجعل من الممكن إنشاء أقمار صناعية أصغر حجمًا بآلاف المرات من الأقمار الصناعية الحالية. كيف ستكون السيارات؟ من تعرف!

ستيفن جولي

منع نهاية العالم

في عام 2013 ، سقط نيزك على ارتفاع 15 مترًا في تشيليابينسك ، مما أدى إلى إصابة حوالي 2000 شخص. هذه هي المرة الأولى في التاريخ الحديث التي يسقط فيها نيزك كبير وتسبب في دمار كبير. تتساقط النيازك الصغيرة باستمرار على الأرض. يمكن أن يشكل نيزك قطره حوالي 400 متر تهديدًا عالميًا. لكن هذه تأتي إلى الأرض مرة كل ألف عام ، وفقًا لعلماء من وكالة ناسا.

تراقب ناسا حاليًا أكثر من 1400 كويكب يمكن أن تسبب أضرارًا كبيرة. الأرض محمية بواسطة الكواكب العملاقة في النظام الشمسي ، والتي "تسحب" النيازك على نفسها.لذلك ، سقط آخر نيزك خطير على الأرض في عام 1908 ، مرة أخرى على أراضي روسيا ، وتسبب في زلزال قوته 5 درجات على مقياس ريختر. مكان سقوطها مهجور ، مات شخص واحد فقط. إذا سقط النيزك بعد 4 ساعات و 47 دقيقة ، لكان قد قضى على سانت بطرسبرغ ، التي كان عدد سكانها في ذلك الوقت أكثر من مليون شخص.

قبل 66 مليون سنة ، خلال العصر الطباشيري ، عندما جابت الديناصورات الأرض ، سقط نيزك عرضه حوالي 10 كيلومترات في شبه جزيرة يوكاتان في المكسيك ، مشكلاً فوهة تشيككسولوب. كانت قوة الاصطدام تعادل مليار قنبلة ألقيت على هيروشيما ، وتسببت في تفاعل كيميائي أدى إلى "غليان" الأرض.

يعمل علماء من ناسا ولوكهيد مارتن على منع وقوع كوارث مماثلة في المستقبل. تحتفظ وكالة ناسا بفهرس للأجسام القريبة من الأرض منذ عام 1998 ، وتخطط لإطلاق مهمة في عام 2016 ستغير علاقة البشرية بالكويكبات.

ستسافر المهمة غير المأهولة OSIRIS-REX إلى الكويكب بينو ، أحد أكثر الكويكبات خطورة. من المحتمل جدًا أن يصطدم بالأرض في نهاية القرن الثاني والعشرين. سوف يطير أوزيريس-ريكس إلى بينو ويأخذ عينة من تركيبته ويحضره إلى الأرض. يأمل العلماء في فهم كيفية تأثير الكويكب ومداره. أيضًا ، يمكن للبعثة العثور على عناصر كيميائية لم يعرفها العلماء بعد على الكويكب.

إن إنقاذ كوكبنا هو أكثر من مجرد حمايته من تأثير النيزك. على سبيل المثال ، أحد أكبر الألغاز: ما الذي حدث للغلاف الجوي على سطح المريخ والذي تسبب في تغيرات جذرية في المناخ؟ في عام 2013 ، تم إطلاق مهمة مافن ، والتي ربما ستوفر إجابات لهذه الأسئلة وتساعد على فهم ما إذا كان مستقبل الكوكب الأحمر غير جاهز للأرض.

()