قفزة نحو النجوم.. تقنية جديدة تقتحم حدود الزمان والمكان

في خطوة قد تُحدث ثورة في استكشاف الفضاء، اقترح باحثون طريقة جديدة لدفع المركبات الفضائية باستخدام حزم الإلكترونات النسبية.

هذا الأمر قد يجعل الرحلات بين النجوم ممكنة خلال فترة حياة الإنسان.

وتُعد التحديات الرئيسية في تحقيق هذه الرؤية هي توليد ونقل كميات هائلة من الطاقة بكفاءة وبتكلفة معقولة، خاصة مع محدودية القدرة على حمل الوقود أو البطاريات على متن المركبات الفضائية.

وفقًا لدراسة نُشرت في مجلة "أكتا أسترونوتيكا"، يقترح الباحثون جيف جريسون، الرئيس التنفيذي للتكنولوجيا في شركة "إلكتريك سكاي إنك" ورئيس مؤسسة "تاو زيرو"، وجيريت بروهوغ، الفيزيائي في مختبر لوس ألاموس الوطني، استخدام حزم الإلكترونات المُسرَّعة إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء لدفع المركبات الفضائية.

وهذه الطريقة قد تسمح بتحقيق سرعات كافية للوصول إلى نظام نجمي آخر مثل ألفا سنتوري، الذي يبعد 4.3 سنة ضوئية، في غضون 40 عامًا فقط، مقارنة بالـ70,000 عام المطلوبة حاليا باستخدام التكنولوجيا الحالية.

وأوضح جريسون: "التحدي الرئيسي للرحلات بين النجوم هو الحاجة إلى جمع وتحكم كميات هائلة من الطاقة لتحقيق سرعات مفيدة، والصواريخ الكيميائية الحالية لا تملك القدرة على الوصول إلى هذه السرعات".

تستند الفكرة إلى استخدام حزم الإلكترونات النسبية، التي تتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء، لتوفير الطاقة اللازمة لدفع المركبة.

وتتميز الإلكترونات بسهولة تسريعها مقارنة بالليزر، الذي كان محور العديد من الدراسات السابقة، ومع ذلك، تواجه حزم الإلكترونات تحديا رئيسيا يتمثل في تشتتها بسبب تنافر الشحنات السالبة.

ولحل هذه المشكلة، اقترح الباحثون استخدام ظاهرة تُعرف باسم "الضغط النسبي"، حيث يتم استخدام المجالات المغناطيسية الناتجة عن البلازما في الفضاء لتثبيت الحزمة ومنع تشتتها.

وأضاف جريسون: "إذا نجح هذا، يمكننا الحفاظ على تركيز الحزمة لمسافات هائلة، مما يوفر الطاقة اللازمة لتسريع المركبة".

وفي الدراسة، قام الفريق بحساب أن حزمة إلكترونية تسير بهذه السرعات يمكنها توليد طاقة كافية لدفع مسبار يزن 1000 كيلوغرام (ما يعادل حجم مسبار فوياجر 1) إلى سرعة تصل إلى 10% من سرعة الضوء.

ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات هندسية وعملية كبيرة يجب التغلب عليها، مثل كيفية بدء الحزمة الإلكترونية وتأثير المجالات المغناطيسية للشمس على تركيزها.

ويقترح الباحثون وضع مركبة توليد الحزمة بالقرب من الشمس، حيث يمكن استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الحزمة.

كما أشار جريسون إلى أن تحويل طاقة الحزمة إلى قوة دفع للمركبة يتطلب تقنيات جديدة لتجنب توليد حرارة زائدة قد تُلحق الضرر بالمركبة.

وعلى الرغم من أن الفكرة لا تزال في مراحلها النظرية، إلا أن الباحثين يعتقدون أن هذه الطريقة قد تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنة بالبدائل مثل الأشرعة الضوئية التي تعتمد على الليزر، والتي تُعتبر محدودة في قدرتها على دفع مركبات ثقيلة.

وأضاف جريسون: "إذا تمكنا من دفع مركبات أكبر حجما، يمكننا تضمين المزيد من الأجهزة العلمية وأنظمة الاتصالات لإرسال البيانات إلى الأرض".

وهذا الابتكار ليس له تطبيقات محتملة في الرحلات بين النجوم فحسب، بل قد يُسهم أيضا في تسريع السفر داخل النظام الشمسي ونقل الطاقة من الشمس إلى مواقع أخرى مثل القمر.

وعلى الرغم من أن تحقيق هذه الرؤية يتطلب مزيدا من البحث والتجارب، إلا أن هذه الخطوة تمثل إمكانية جديدة لتوسيع حدود استكشاف الفضاء، وربما تمهيد الطريق لرحلات بشرية إلى النجوم الأخرى في المستقبل.

aXA6IDMuMTUuMjkuMTA1IA==

جزيرة ام اند امز