إرسال مركبة فضائية للمريخ في 45 يوما فقط.. "ركوب الليزر" هو الحل
هل يمكن أن يرسل الليزر مركبة فضائية إلى المريخ؟ هذه مهمة مقترحة من مجموعة في جامعة ماكجيل، مصممة لتلبية طلب من وكالة ناسا، وتم نشر تفاصيلها الثلاثاء في دورية "Acta Astronautica".
ويعمل الليزر، الذي يبلغ عرضه 10 أمتار على الأرض، على تسخين بلازما الهيدروجين في غرفة خلف المركبة الفضائية، مما ينتج عنه قوة دفع من غاز الهيدروجين ترسل المركبة إلى المريخ في 45 يومًا فقط، لنقل الإمدادات إلى المستعمرين البشريين.
وفي عام 2018، حثت وكالة ناسا المهندسين على تصميم مهمة إلى المريخ من شأنها أن تنقل حمولة لا تقل عن 1000 كيلوجرام في ما لا يزيد عن 45 يومًا، بالإضافة إلى رحلات أطول داخل وخارج النظام الشمسي.
ويحفز وقت التسليم القصير الرغبة في نقل الشحنات ورواد الفضاء يومًا ما إلى المريخ مع تقليل تعرضهم للتأثيرات الضارة للأشعة الكونية المجرية والعواصف الشمسية.
ويتصور إيلون ماسك، مؤسس شركة "سبيس إكس"، أن رحلة الإنسان إلى المريخ ستستغرق ستة أشهر عبر صواريخه الكيميائية، ولكن التصور الذي وضعته جامعة ماكجيل مختلفا.
ويعتمد مفهوم جامعة "ماكجيل"، المسمى بالدفع الحراري بالليزر، على مجموعة من أشعة الليزر تحت الحمراء القائمة على الأرض، بقطر 10 أمتار، وتجمع بين العديد من حزم الأشعة تحت الحمراء غير المرئية، ولكل منها طول موجي يبلغ حوالي ميكرون واحد، بإجمالي قوي يبلغ 100 ميجاواط .
وسيكون للحمولة، التي تدور في مدار أرضي وسط بيضاوي الشكل، عاكس يوجه شعاع الليزر القادم من الأرض إلى غرفة تسخين تحتوي على بلازما الهيدروجين، ومع تسخين قلبه بعد ذلك إلى 40.000 درجة كلفن (72.000 درجة فهرنهايت)، سيصل غاز الهيدروجين المتدفق حول اللب إلى 10000 كلفن (18000 درجة فهرنهايت) ويتم طرده من فوهة، مما يخلق قوة دفع للسفينة بعيدًا عن الأرض فوق فاصل زمني 58 دقيقة (ستحافظ الدفاعات الجانبية على محاذاة المركبة مع شعاع الليزر أثناء دوران الأرض).
وعندما يتوقف الإشعاع، تبتعد الحمولة بسرعة تقارب 17 كيلومترًا في الثانية بالنسبة إلى الأرض- بسرعة كافية لتجاوز المسافة المدارية للقمر في غضون ثماني ساعات فقط- عندما تصل إلى الغلاف الجوي للمريخ في غضون شهر ونصف، ستظل تسير بسرعة 16 كم / ثانية؛ ومع ذلك، بمجرد الوصول إلى هناك، يعد وضع الحمولة في مدار بطول 150 كم حول المريخ مشكلة صعبة على فريق الهندسة لحلها.
ويقول إيمانويل دوبلاي، المؤلف الرئيسي في الدراسة: "أمر صعب لأن الحمولة لا يمكن أن تحمل دافعًا كيميائيًا لإطلاق صاروخ لإبطاء نفسه، فالوقود المطلوب سيقلل من كتلة الحمولة إلى أقل من 6 في المائة من 1000 كيلوجرام الأصلي، وإلى أن يتمكن البشر على الكوكب الأحمر من بناء مصفوفة ليزر مكافئة للمركبة القادمة لاستخدام عاكسها وغرفة البلازما لتوفير الدفع العكسي، فإن الالتقاط الجوي هو الطريقة الوحيدة لإبطاء الحمولة على المريخ".
aXA6IDMuMTQwLjE4Ni4xODkg
جزيرة ام اند امز
