تطبيقات النانوتكنولوجي في الفضاء
المؤلف:
منير نايفة
المصدر:
النانوتكنولوجي- عالم صغير ومستقبل كبير- صفات سلامة
الجزء والصفحة:
ص176
2025-10-25
54
يستوقع العلماء أن يكون للنانو تكنولوجي استخدامات عديدة في مجال الفضاء، إذ يتوقع العلماء استخدام آلات مجهرية في مجال استكشاف الفضاء، خاصة على متن الأقمار الصناعية وسفن الفضاء غير المأهولة، إذ إن الآلات المجهرية تستجيب عادة لتغيرات البيئة المحيطة بشكل أسرع، كما يفكر الباحثون في إمكانية التوصل إلى تصنيع روبوتات استكشاف مجهرية توضع داخل سفينة فضاء للذهاب لكواكب بعيدة، حيث تقوم الروبوتات بالتجول على سطحها لتجميع وتحليل عينات التربة والغازات ومن المتوقع أيضاً أن تصبح الآلات المجهرية متناهية الصغر قادرة أيضاً على استخدام الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة كهربائية، مما سيسهم في توفير الوقود الرخيص المركبات الفضاء، وبالتالي التقليل من تكاليف السفر إلى الفضاء .
كما أن وكالة الفضاء الأميركية (ناسا)NASA تقوم حالياً بجدية في تصميم "مصعد فضائي Space Elevator يصل الأرض بالفضاء الخارجي، وهو عبارة عن كابل يمتد في الفضاء بحيث يمكن للمركبات ذات القوة الكهربائية أن تسافر عليه، حيث سيستخدم المصعد الفضائي مصاعد كهربائية تتحرك على الكابل لوضع صواريخ ومحطات فضائية ومعدات في مدار الأرض. ويقول مهندسي (ناسا) بأن" أنابيب الكربون النانوية" (النانوتيوب) هي المادة التي ستدخل في صناعة هذا الكابل، لأن إمكانياتها هائلة فهي مواد بالغة القوة، كما أنها أرفع من شعرة الإنسان . 50 ألف مرة. حيث ستتيح هذه الأنابيب للمهندسين بناء مصاعد فضائية والتحرك بسرعة في الفضاء، كما سيمكن بواستطها خفض كلفة نقل المعدات عبر المصاعد وتخفيف وزن الأقمار التي تعمل بالطاقة الشمسية ومحطات الفضاء.
ففي تشرين الأول / أكتوبر 2008، أعلن علماء يابانيون وأميركيون، أن ابتكار "مصعد فضائي" يمكن استخدامه لزيارة الفضاء بات أمرا محتملا ونقلت شبكة "سي أن أن" CNN الأميركية عن البروفيسور "جيف هوفمان"Jeff Hoffman من معهد ماساشوستس لتكنولوجيا الفضاء أن العلماء يعملون على ابتكار آلة شبيهة بالمصعد يمكنها نقل الناس إلى الفضاء. وأضاف هوفمان "نحن قاب قوسين أو أدنى من الحصول على مواد تعمل بقوة تمتد لـ 30 ألف كيلومتر، لكن ليس لدينا القدرة على صنع أسلاك طويلة من الكربون والنانو حاليا"، مضيفاً أنه "رغم ذلك فإن تحقيق ذلك ممكن ولو استغرق بعض الوقت". أما المستحدث باسم "جمعية المصعد الفضائي" الياباني "أكيرا تسوشيد" Akira Tsuchida فقد علق للسي" أن أن" قائلا "الأرجح أن المواد الضرورية للابتكار المستقبلي لن تكون جاهزة قبل الفترة الممتدة بين عامي 2020 و2030". وأضاف "لدينا حاليا سلك كربوني يعمل بطاقة السنانو وهو يتمتع بثلث أو ربع القوة المطلوبة لتصنيع المصعد الفضائي، ونتوقع أن يكون السلك القوي المناسب موجوداً.
يقول الباحث "ميا ميابان Meyya Meyyappan مدير "مركز تقنية النانو" في مركز أميس للأبحاث التابع لناسا Center for Nanotechnology the mes Research Center: لقد تحقق تقدم مؤكد في محال استخدام النانوتكنولوجي في الفضاء ومهمات الاستكشاف، بالمقارنة بالأبحاث الرئيسية التي كانت تجرى قبل خمسة أو ستة أعوام، لقد بدأنا التوصل إلى بعض الاستنباطات، فقد تم تصنيع مجس (مستشعر) كيميائي محكم compact chemical sensor باستخدام أنابيب الكربون النانوية، ومثل هذا الجهاز مثالي للاستخدام في مهام "ناسا" المتعلقة بكيمياء القضاء Cosmochemistry، كما تم تصميم جهاز لقياس الموجات X-ray defraction spectrometer باستخدام تقنية النانو، وهو جهاز أداؤه أعلى بكثير من الأجهزة التجارية المتوفرة، حيث يستخدم طاقة أقل، كما أنه اخف وأصغر حجماً، ويمكن وضعه في كف اليد، وسيكون معداً للاستخدام في بعثات الفضاء بين عامي 2009 و2010. وأضاف "ميابان" أن على "ناسا" أن تنظر نظرة بعيدة المدى فيما يتعلق بقدرات النانو تكنولوجي التي يمكن أن تكون فعالة في القمر والمريخ والخطط الخاصة بفترة تتراوح ما بين 10 إلى 15 سنة. وكان "ميابان قد قاد ورشة "التحدي العظيم لمبادرة لنانوتكنولوجي" The National Nanotechnology Initiative Grand Challenge Workshop في بالسو ألستو بكاليفورنيا في عام 2004، وقد جمعت هذه المبادرة التي تمت تحت رعاية "ناسا" خبراء في 6 مجالات من المرجح أن تلعب فيها النانوتكنولوجي دوراً في جهود الفضاء وهي:
- مواد النانو Nanomaterials : وهي مواد خفيفة مكونة من أنابيب كربون نانوية، يمكن أن تحدث ثورة في تصميم السيارات بسبب قوتها وقدرتها على توصيل الكهرباء والحرارة.
- النانو روبوت Nanorobotics ستؤدّي المرحلة المقبلة في عمليات التصغير إلى تصنيع محركات أو روبوتات ميكروسكوبية للمساعدة في دراسة الخلايا والنظم البيولوجية، بالإضافة إلى الألياف.
- عربات ميكرو Microcraft وهي عربات متناهية الصغر ذات كفاءة عالية، يمكن تطويرها لأبحاث الفضاء البعيد، والمدارات والمناخ أو لاستكشاف الأسطح المتحركة.
- مجسات (مستشعرات نانوية) Nanosensors: وهي مجسات متناهية الصغر ولاسلكية وسريعة وعالية الحساسية، يمكن وضعها مع المجسات الإلكترونية والكيميائسية أو البصرية لاستخدامها في المهام العلمية، وبخاصة في التحليل الفوري والعمليات الجراحية باستخدام الروبوتات.
- ادماج تقنية النانو Nano-micro-macro Integration: يمكن دمج تقنسية النانو في أنظمة وشبكات بشرية مثل أجهزة الرعاية الطبية وشبكات المراقبة البيئية.
- إدارة الأوضاع الصحية لرواد الفضاء Astronaut health management: يمكن لرواد الفضاء في رحلات طويلة استخدام تقنية النانو لمواجهة الأوضاع المناخية ذات الإشعاعات المرتفعة، وتصنيع أجهزة رقابة طبية ومعدات للعلاج، والمساعدة في خفض أو التغلب على الضغوط والتوتر الناشئ عن رحلات الفضاء الطويلة. ويمكن تحقيق ذلك من خلال طريقتين: الأولى، هي تصنيع مواد نانوية يمكن استخدامها في التغلب على إختراق الأشعة الكونية لمركبات الفضاء، والطريقة الأخرى هي : مجسات نانوية لتحديد مستويات الأشعة .
الاكثر قراءة في الفيزياء الجزيئية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
