أقراص تعمل بالطاقة الشمسية تفتح آفاقًا جديدة لاستكشاف الفضاء

التكنولوجيا اليومية

14/08/2025

فجر جديد لاستكشاف الغلاف الجوي

طور العلماء طريقة ثورية لاستكشاف الغلاف الجوي الأوسط (الميزوسفير)، وهي منطقة صعبة من الغلاف الجوي للأرض غالبًا ما تُسمى "الغلاف المجهول". يستخدم هذا النهج المبتكر جهازًا جديدًا لا يحتاج إلى وقود، يرتفع باستخدام ضوء الشمس فقط، مما قد يغير فهمنا لهذه الطبقة الجوية المراوغة وما بعدها.

تسخير ضوء الشمس للطيران

يرتكز هذا الإنجاز على هيكل خفيف الوزن يشبه القرص، مصنوع من الألومنيوم السيراميكي بقاعدة من الكروم. يعمل هذا الجهاز على مبدأ الترحيل الضوئي (photophoresis)، وهي ظاهرة يخلق فيها ضوء الشمس تدفقًا هوائيًا صاعدًا بسبب الاختلافات في الحرارة والضغط حول القرص. يولد هذا "الحركة المدفوعة بالضوء" قوة رفع كافية لإبقاء الجهاز محلقًا دون الحاجة إلى وقود أو بطاريات أو خلايا شمسية، مما يجعله آلية طيران مستدامة بطبيعتها.

النقاط الرئيسية

يصعب دراسة الغلاف الجوي الأوسط (الميزوسفير)، الذي يقع على بعد حوالي 37 ميلاً (60 كيلومترًا) فوق الأرض، بسبب ارتفاعه.
يستخدم الجهاز الجديد الترحيل الضوئي (photophoresis)، وهو رفع مدفوع بضوء الشمس، لتحقيق الطيران.
هذه التكنولوجيا مستوحاة من اختراع يعود للقرن التاسع عشر ولكنها معززة بتقنيات التصنيع النانوي الحديثة.
الأقراص رقيقة وصغيرة للغاية، مما يسمح لقوة الترحيل الضوئي بالتغلب على وزنها.
تشمل التطبيقات المحتملة جمع البيانات الجوية، والاتصالات، والتنبؤ بالطقس الفضائي.

من فضول العصر الفيكتوري إلى التكنولوجيا المتطورة

يعود مفهوم هذا الطيران الذي يعمل بالطاقة الشمسية إلى عام 1873 مع مقياس الإشعاع للعالم الفيزيائي ويليام كروكس. وبينما واجهت المحاولات السابقة للبناء على هذه الفكرة نجاحًا محدودًا، فقد مكنت التطورات الحديثة في التصنيع النانوي الباحثين من إنشاء أقراص رقيقة وصغيرة بشكل لا يصدق، بحجم نصف البنس تقريبًا. هذه الأقراص صغيرة جدًا لدرجة أن قوة الترحيل الضوئي كبيرة بما يكفي لمواجهة وزنها، مما يتيح الارتفاع.

التطبيقات المستقبلية والإمكانات

يعمل الباحثون بالفعل على تسويق هذه التكنولوجيا. تتمثل الخطة في تزويد هذه الأقراص بتقنية الاتصالات لجمع ونقل بيانات جوية قيمة، مثل درجة الحرارة والضغط والتركيب الكيميائي وديناميكيات الرياح. يهدف الفريق إلى أن تكون الأجهزة السلبية قابلة للتتبع بواسطة الليدار أو الرادار لجمع بيانات الطقس في الغلاف الجوي العلوي، مع مرحلة تجريبية محتملة في غضون عامين. يعتقد الخبراء أن أسرابًا من هذه الطائرات التي تعمل بالترحيل الضوئي يمكن أن توفر بيانات عالية الدقة، مما يحول فضولًا تاريخيًا إلى أداة حيوية لاستكشاف الأجزاء الأكثر غموضًا في غلافنا الجوي وحتى استكشاف بيئات كوكبية أخرى مثل المريخ، شريطة توفر ضوء الشمس الكافي.

28-05-2025

فرصة تريليون دولار في الذكاء الجغرافي

استكشاف الفرص الكبيرة في مجال الذكاء الجغرافي، الذي يُعتبر فرصة تريليون دولار، مع التركيز على الابتكارات والتحديات المستقبلية.