مهمات أميركية وأوروبية ويابانية لاستكشاف القمر
ومع ذلك، تأتي هذه المرة مختلفة، فالمنافسة لا تقتصر على القوى العظمى التي تتسابق لرفع أعلامها على القمر، بل انضمت للمنافسة كذلك شركات خاصة، وشراكات متعددة الجنسيات، و«كشافة روبوتية»، كلها تسعى إلى سبر أغوار القمر وتمهيد الطريق لعودة البشر إليه مستقبلاً.
بعثات القمر البارزة
حتى الآن في عام 2025، أحرزت جهود استكشاف القمر تقدماً ملحوظاً، مع انطلاق عدة بعثات بارزة نحو القمر، أو بعثات هبطت عليه بالفعل، بعدما اجتاز كل منها الرحلة الطويلة عبر الفضاء، ثم مرحلة الهبوط الأشد تعقيداً على سطح القمر أو الدخول في مداره، بدرجات متفاوتة من النجاح. وتعكس هذه البعثات معاً ما يحمله السباق الفضائي الجديد من وعود وصعوبات - سباق يتسم بالابتكار والمنافسة والتعاون.
وبصفتي مهندساً في مجال الطيران والفضاء، متخصصاً في تقنيات التوجيه والملاحة والسيطرة، يثير اهتمامي العميق كيف أن كل مهمة - سواء نجحت أم فشلت - تسهم في إثراء المعرفة الجماعية للعلماء. وعلى وجه التحديد، تساعد هذه المهام المهندسين على تعلم كيفية التنقل في تعقيدات الفضاء، والعمل في بيئات قمرية معادية، والتقدم بثبات نحو وجود بشري مستدام على سطح القمر.
سفينة "بلو غوست 1"
مصاعب الهبوط على القمر
لماذا يُعد الهبوط على القمر بهذه الصعوبة؟ يظل استكشاف القمر أحد أكثر المجالات تطلباً من الناحية التقنية، على صعيد رحلات الفضاء الحديثة، فاختيار موقع الهبوط يتطلب موازنة معقدة بين الأهمية العلمية وسلامة التضاريس وتعرض الموقع لأشعة الشمس.
ويتسم القطب الجنوبي للقمر بجاذبية خاصة، لاحتمالية احتوائه على ماء في صورة جليد داخل الفوهات المظللة - وهي مورد بالغ الأهمية للبعثات المستقبلية. وقد تحتوي مواقع أخرى على أدلة حول النشاط البركاني في القمر أو التاريخ المبكر للنظام الشمسي.
ويجب حساب مسار كل مهمة بدقة شديدة، لضمان وصول المركبة وهبوطها في المكان والزمان المناسبين. ويأخذ المهندسون في اعتبارهم الموقع المتغير باستمرار للقمر في مداره حول الأرض، وتوقيت نوافذ الإطلاق، وقوى الجاذبية التي تؤثر على المركبة طوال رحلتها.
كما يحتاجون إلى تخطيط مسار المركبة بعناية، لتصل بزاوية وسرعة مناسبتين للهبوط الآمن، فحتى الأخطاء الصغيرة في الحسابات في المراحل المبكرة قد تؤدي إلى انحراف كبير في موقع الهبوط - أو فقدان فرصة الهبوط بالكامل.
وبمجرد الهبوط على السطح، يتعين على المركبات الهابطة أن تتحمل تقلبات شديدة في درجات الحرارة - من أكثر من 250 درجة فهرنهايت (121 درجة مئوية) في النهار إلى ما دون 208 فهرنهايت (-133 درجة مئوية) في الليل - بالإضافة إلى الغبار، والإشعاع، وتأخر الاتصالات مع الأرض. ويجب أن تعمل أنظمة الطاقة، والتحكم الحراري، وأرجل الهبوط، وروابط الاتصال في المركبة بشكل مثالي. وفي الوقت نفسه، يجب أن تتجنب هذه المركبات التضاريس الخطرة، وتعتمد على ضوء الشمس لتشغيل أجهزتها وإعادة شحن بطارياتها.
وتُفسر هذه التحديات سبب تحطم أو الفشل الجزئي الذي منيت به الكثير من المركبات، رغم التقدم الكبير في التكنولوجيا منذ عصر أبولو.
وتواجه الشركات التجارية نفس التحديات التقنية التي تواجهها الوكالات الحكومية، لكن غالباً بميزانيات أقل، وفرق أصغر، وأجهزة ومعدات أقل اعتماداً على إرث سابق. وعلى عكس المهمات الحكومية التي تستند إلى عقود من الخبرة والبنية التحتية المؤسسية، تخوض الكثير من الجهود التجارية لاستكشاف القمر هذه التحديات للمرة الأولى.
نجاحات وصعوبات برنامج «ناسا»
ما الهبوطات الناجحة والدروس الصعبة لبرنامج خدمات الحمولة القمرية التجارية؟ تعود عدة بعثات قمرية، أُطلقت هذا العام، إلى برنامج خدمات الحمولة القمرية التجارية، التابع لوكالة ناسا، والمعروف اختصاراً باسم (CLPS)، وهو مبادرة تتعاقد فيها «ناسا» مع شركات خاصة لنقل حمولة علمية وتكنولوجية إلى القمر، بهدف تسريع وتيرة جهود الاستكشاف، مع تقليل التكاليف وتشجيع الابتكار التجاري.
> انطلقت أول مهمة قمرية عام 2025، «بلو غوست 1» Blue Ghost 1، التابعة لشركة «فايرفلاي إيروسبيس» Firefly Aerospace، في يناير (كانون الثاني)، وهبطت بنجاح في أوائل مارس (آذار).
وتمكنت السفينة الفضائية من الصمود خلال النهار القمري القاسي، وأرسلت بيانات طيلة نحو أسبوعين، قبل أن تفقد الطاقة في أثناء الليل القمري المتجمد - وهو الحد التشغيلي المعتاد لمعظم المركبات القمرية غير المزودة بأنظمة تدفئة.
وقد أظهرت «بلو غوست 1» كيف يمكن للمركبات التجارية أن تتحمل مسؤولية الاضطلاع بأدوار حاسمة، ضمن برنامج «أرتميس» التابع لـ«ناسا»، الذي يهدف لإعادة إرسال رواد الفضاء إلى القمر في وقت لاحق من هذا العقد.
> أما ثاني عملية إطلاق ضمن برنامج خدمات الحمولة القمرية التجارية هذا العام، فكانت لمهمة «آي إم ـ 2» IM-2»، التابعة لشركة «إنتويتيف ماشينز» Intuitive Machines، والتي انطلقت في أواخر فبراير (شباط). واستهدفت العملية موقعاً علمياً مثيراً للاهتمام، قرب منطقة القطب الجنوبي للقمر.
> وهبطت السفينة «نوفا ـ سي» Nova-C، أُطلق عليها «أثينا» Athena، في السادس من مارس (آذار)، بالقرب من القطب الجنوبي، لكنها انقلبت في أثناء الهبوط. وبسبب هبوطها على جانبها داخل فوهة ذات تضاريس غير مستوية، لم تتمكن من نشر ألواحها الشمسية لتوليد الطاقة، مما أدى إلى إنهاء المهمة مبكراً.
ورغم أن انقلاب «أثينا» منعها من تنفيذ جميع التجارب العلمية المخطط لها، فإن البيانات التي أرسلتها لا تزال ذات قيمة، في فهم كيفية تفادي مثل هذه المصائر، في التضاريس الوعرة بالمناطق القطبية.
> وليس من الضروري أن تهبط كل البعثات القمرية، فقد أُطلقت سفينة «لونار تريلبليزر»، التابعة لـ«ناسا»، وهي عبارة عن قمر اصطناعي صغير، في فبراير (شباط)، مع «آي إن ـ 2». وكان الهدف منها أن تدور حول القمر، لرسم خريطة لتوزيع الماء الموجود في صورة جليد، خاصة في الفوهات المظللة قرب الأقطاب.
غير أنه بعد الإطلاق بوقت قصير، فقدت «ناسا» الاتصال بالمركبة. ويُرجّح المهندسون أن عطلاً في الطاقة قد أدى إلى نفاد بطارياتها. وتواصل «ناسا» جهود إعادة تنشيط منظومة الطاقة، على أمل أن تعيد الألواح الشمسية شحن البطاريات في شهري مايو (أيار) ويونيو (حزيران).
بعثات حالية ومستقبلية
> سفينة يابانية. في نفس يوم انطلاق «بلو غوست» في يناير (كانون الثاني) الماضي، كانت مهمة «هاكوتو ـ آر 2» Hakuto-R Mission 2 (رزيليانس Resilience)، التابعة لشركة «آي سبيس» ispace اليابانية، في طريقها إلى القمر، وقد دخلت مداره بنجاح.
ونفذت السفينة تحليقاً ناجحاً حول القمر في 15 فبراير (شباط)، ومن المتوقع أن تهبط في أوائل يونيو (حزيران) المقبل.
ورغم انطلاقها في التوقيت نفسه، سلكت «ريزيليانس» مساراً أطول من «بلو غوست»، لتوفير الطاقة. كما أتاح لها ذلك إجراء ملاحظات علمية إضافية، في أثناء الدوران حول القمر.وحال نجاح المهمة، ستكون بمثابة تقدم مهم لقطاع الفضاء التجاري الياباني، وستشكل عودة قوية لشركة «آي سبيس»، بعد تحطم مركبتها الأولى خلال الهبوط النهائي عام 2023.
> سفينة أوروبية. أما وكالة الفضاء الأوروبية، فتعتزم إطلاق «لونار باثفايندر»، Lunar Pathfinder قمر اصطناعي مخصص للاتصالات القمرية، لتسهيل تواصل البعثات المستقبلية، خاصة تلك التي تعمل على الجانب البعيد أو عند الأقطاب، مع الأرض.
> سفينة وعربة جوالة أميركية. ومن المتوقع أن يشهد ما تبقى من عام 2025 جدولاً مزدحماً بالبعثات القمرية. مثلاً، تخطط شركة «إنتويتيف ماشينز»، لإطلاق «آي إم ـ 3»، أواخر العام، لاختبار أدوات متطورة جديدة، وربما نقل تجارب علمية لوكالة «ناسا» إلى القمر.
> في الوقت ذاته، من المقرر أن تنقل مهمة «غريفين 1» Griffin Mission-1، التابعة لشركة «أستروبوتيك» عربة «ناسا» الجوالة «فايبر» VIPER إلى القطب الجنوبي للقمر، حيث ستقوم بالبحث المباشر أسفل الجليد تحت السطح. وتشير هذه البعثات مجتمعة إلى نهج دولي وتجاري متزايد، على صعيد تطوير علوم القمر واستكشافه.
ومع توجه أنظار العالم نحو القمر، فإن كل بعثة – سواء أحرزت نجاحاً أو منيت بإخفاق - تقرّب البشرية خطوة جديدة نحو عودة دائمة إلى أقرب «جيراننا السماويين».
* أستاذ مشارك في الهندسة الميكانيكية والفضائية في جامعة تينيسي. مجلة «فاست كومباني»
ـ خمات «تريبيون ميديا»
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الشرق الأوسط
منذ 5 أيام
- الشرق الأوسط
عضلات روبوتية تُداوي جراحها ذاتياً... اختراق علمي يمهّد لعصر الآلات الشافية
في خطوةٍ لافتة على طريق تقليد الطبيعة، تمكّن فريق من المهندسين في جامعة نبراسكا- لينكولن الأميركية من تطوير عضلة روبوتية قادرة على اكتشاف الضرر الذي يصيبها، ومعالجته ذاتياً، ثم إعادة ضبط نفسها لرصد الأضرار المستقبلية، في إنجازٍ يفتح الباب أمام استخدامات واسعة في مجالات الروبوتات والأنظمة القابلة للارتداء، وفقاً لموقع «ساينس ديلي» وجاء الإعلان عن هذا الابتكار، خلال المؤتمر الدولي «IEEE» للروبوتات والأتمتة، الذي استضافته مدينة أتلانتا بولاية جورجيا. وقدَّم الفريق، بقيادة المهندس إريك ماركيفيكا وبمشاركة طلاب الدراسات العليا، ورقة بحثية تناولت النظام المتكامل الذي طوّروه، والقادر على كشف إصابات ناجمة عن ثقب أو ضغط حاد، وتحديد موقعها بدقة، ثم بدء عملية الإصلاح الذاتي دون تدخُّل بشري. وقال ماركيفيكا، في حديثه خلال المؤتمر: «الجسم البشري والحيوانات تتمتع بقدرة مدهشة على الشفاء الذاتي. نسعى لتقليد هذه الميزة في الأنظمة الاصطناعية، وهو ما قد يُحدث نقلة نوعية في عالم الإلكترونيات والأجهزة الذكية». العضلة المطورة، أو ما يُعرف بالمشغّل (Actuator)، تتكون من ثلاث طبقات تؤدي أدواراً تكاملية: • الطبقة السفلية: عبارة عن جلد إلكتروني مرن يحتوي على قطرات من المعدن السائل مزروعة داخل مادة سيليكونية، مسؤولة عن استشعار الضرر. • الطبقة الوسطى: مكونة من مادة لدنة حرارية تمتاز بخاصية الشفاء الذاتي. • الطبقة العلوية: مسؤولة عن تحويل الضغط المائي إلى حركة فعلية للعضلة. ويقوم النظام بتمرير تيارات كهربائية عبر الجلد السفلي المرتبط بدائرة تحكم واستشعار دقيقة. وعند تعرّض العضلة لضرر ميكانيكي، يُنشئ هذا الضرر مساراً كهربائياً جديداً يتعرف عليه النظام ويزيد التيار المارّ فيه ليولّد حرارة كافية لإذابة المادة الوسطى، ما يؤدي إلى اندماج الشقوق والتئامها في غضون دقائق. وبعد إتمام الشفاء، يستخدم النظام ظاهرة الهجرة الكهربائية، وهي حركة ذرات المعدن تحت تأثير التيار، لإزالة المسارات التي خلّفها الضرر، وإعادة النظام إلى حالته الأصلية. وأشار ماركيفيكا إلى أن الهجرة الكهربائية طالما عُدّت مصدر قلق في هندسة الدوائر بسبب آثارها السلبية، لكننا، لأول مرة، نعيد توظيفها بشكل إيجابي لمسح بصمة الضرر وإعادة ضبط النظام ذاتياً. ويرى الخبراء أن هذه التقنية قد تفتح آفاقاً واسعة أمام الصناعات المختلفة. ففي الولايات الزراعية، حيث تتعرض الروبوتات الميدانية للتمزق المستمر من أغصان الأشجار والزجاج والبلاستيك، يمكن أن تمثل هذه العضلات ذاتية الشفاء حلاً طويل الأمد، كما قد تُحدث التقنية تحولاً في مجال الأجهزة القابلة للارتداء، التي تُستهلك يومياً وتتعرض لضغوط متكررة. كذلك، يُتوقع أن تسهم التقنية في تقليص حجم النفايات الإلكترونية عالمياً. فمعظم الأجهزة الحديثة تُستبدل في غضون عامين، وتخلف وراءها ملايين الأطنان من المخلَّفات التي تحتوي على مواد سامة. وقد يساعد دمج تقنيات الشفاء الذاتي في إطالة عمر هذه الأجهزة وتخفيف أثرها البيئي. واختتم ماركيفيكا تصريحه قائلاً: «نحن لا نعيد فحسب تصميم المواد، بل نعيد تصور العلاقة بين الإنسان والآلة. الأنظمة التي تُصلح نفسها ليست مستقبلاً بعيداً، بل باتت واقعاً يتشكّل اليوم».
الشرق الأوسط
منذ 5 أيام
- الشرق الأوسط
روبوت ينفّذ مهام دقيقة بإشارات ضوئية فقط
نجح باحثون بجامعة رايس الأميركية في تطوير ذراع روبوتية مرنة قادرة على أداء مهام معقدة، مثل المناورة حول العوائق أو ضرب كرة، دون الحاجة إلى أي إلكترونيات أو أسلاك داخلية. وأوضح الباحثون أن الروبوت يُوجَّه ويُشغَّل عن بُعد باستخدام أشعة الليزر فقط، ومن المتوقع أن تُسهم هذه التقنية المبتكرة في تطوير أدوات جراحية قابلة للزرع أو آلات صناعية تتعامل مع أجسام حساسة، ونُشرت النتائج، الاثنين، بدورية «Advanced Intelligent Systems». وعادةً ما تكون الروبوتات التقليدية مصنوعة من هياكل صلبة تحتوي على مفاصل أو عجلات أو مقابض، ما يمنحها نطاق حركة محدوداً ومسبق التحديد. أما الروبوتات اللينة فقد فتحت آفاقاً جديدة، لا سيما في مجالات الطب، حيث يُشترط التفاعل الآمن مع الأنسجة الحساسة. وتُعد الروبوتات اللينة فريدة من نوعها بفضل مرونتها العالية وقدرتها على التحرُّك بحرية دون التقيد بهياكل صلبة. وتمكّن الفريق من دمج المواد الذكية والتعلُّم الآلي ونظام تحكُّم بصري لتوجيه الذراع الروبوتية المصنوعة من بوليمر حساس للضوء يستجيب لأشعة الليزر عبر الانكماش والانبساط الفوري. وتتحرك الذراع من خلال توجيه الليزر إليها، دون أي مكونات إلكترونية داخلية. وباستخدام جهاز خاص لتقسيم شعاع الليزر إلى عدة حُزم صغيرة، أمكن تسليط هذه الحزم على نقاط مختلفة من الذراع لتحريكها بدقة في الاتجاهات المطلوبة، بطريقة تُشبه حركة مجسات الأخطبوط. ووفق الباحثين، تُوفّر هذه التقنية تحكماً واسعاً في حركة الذراع، مما يمنحها درجة حرية حركية غير مسبوقة مقارنةً بالروبوتات التقليدية. ولتمكين الذراع من أداء الحركات المعقّدة، استخدم الفريق شبكة عصبية مدرَّبة تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتحليل العلاقة بين أنماط الإضاءة المختلفة وحركات الذراع. ونتيجة لذلك، أصبحت الذراع قادرة على تنفيذ المهام بدقة دون الحاجة إلى توجيه يدوي مباشر في كل مرة. ويتضمَّن النظام الروبوتي الجديد شبكة عصبية قادرة على التنبؤ بنمط الضوء المناسب لإحداث حركة معينة في الذراع، مما يُبسّط من عملية التشغيل، ويُقلل الحاجة إلى تعليمات تفصيلية من المستخدم. ويشير الباحثون إلى أن هذه الدراسة تُعد إثباتاً عملياً على إمكانية التحكم الدقيق والفوري في المواد المرنة باستخدام الضوء والذكاء الاصطناعي، ما يُمهِّد الطريق أمام تطوير روبوتات لينة أكثر كفاءة واستجابة. وبفضل إمكانية التحكم عن بُعد ودون الحاجة إلى أسلاك أو بطاريات داخلية، يُمكن استخدام هذه التقنية في تصنيع أدوات جراحية صغيرة تُزرع داخل الجسم وتُحرَّك ضوئياً من الخارج. وعلى الرغم من أن النموذج الحالي يعمل في بيئة ثنائية الأبعاد، يطمح الباحثون إلى تطوير نسخة ثلاثية الأبعاد باستخدام حساسات وكاميرات إضافية. ويرى الفريق أن هذا التقدُّم قد يُحدث ثورة في تصميم الروبوتات التي تتطلّب تفاعلاً آمناً ودقيقاً، مثل الأجهزة الطبية القابلة للزرع أو الروبوتات الصناعية التي تتعامل مع المواد الهشة أو غير المنتظمة.
الرجل
منذ 6 أيام
- الرجل
تحكم في الروبوتات عبر جسدك: ابتكار ياباني جديد يربط البشر بالآلات (فيديو)
طوّرت شركة H2L اليابانية الناشئة في طوكيو تقنية مبتكرة، تتيح تحويل الجسم البشري إلى جهاز تحكم عن بُعد للروبوتات البشرية، باستخدام مستشعرات عضلية متقدمة! تتيح هذه التقنية، التي أُطلق عليها اسم "واجهة الكبسولة Capsule Interface"، للمستخدمين إرسال الحركات الجسمانية والقوة المادية التي يبذلونها في الوقت الفعلي إلى الروبوتات أو الشخصيات الافتراضية. وتعمل هذه التكنولوجيا على توفير تجارب تفاعلية بين البشر والروبوتات والرموز الافتراضية، مما يفتح آفاقًا جديدة للتفاعل البعيد والتعاون عبر المسافات. وكما هو الحال مع كراسي التدليك، فإن النظام المتقدم يحوّل جسم المستخدم إلى واجهة تحكم للتفاعل مع الروبوتات البشرية مثل روبوت "Unitree Robotics H1"، الذي ظهر في الفيديو الترويجي للتقنية. كيفية عمل واجهة الكبسولة تعتمد واجهة الكبسولة على مستشعرات تحرك العضلات المتطورة، لتسجيل أدق التغيرات في توتر العضلات، ويلتقط النظام حتى التغيرات الطفيفة في حركة العضلات، ويحولها إلى أوامر يتم إرسالها إلى الروبوتات. وخلافًا لطرق التشغيل التقليدية التي تعتمد عادة على مستشعرات الحركة مثل IMUs أو الهياكل الخارجية، تقدم واجهة الكبسولة تفاعلًا أكثر دقة من حيث المحاكاة الفيزيائية والعاطفية. فيما يتم نقل الحركات والقوة التي يبذلها المستخدم إلى الروبوتات في الوقت الفعلي، مما يجعل التفاعل أكثر واقعية، حيث لا يقتصر الأمر على محاكاة الحركة فقط، بل يتضمن أيضًا محاكاة الجهد المبذول أثناء الأداء، مثل رفع جسم ثقيل أو تنظيف مكان. تمتاز هذه التقنية بأنها تقدم تجربة تحكم سهلة وطبيعية، يمكن دمجها في الأسرة أو الكراسي، مما يجعلها مريحة للاستخدام اليومي دون الحاجة إلى أجهزة معقدة أو تدريب خاص. ووفقًا للبيانات الصادرة عن H2L، يمكن لتقنية "واجهة الكبسولة" أن تكون مفيدة في العديد من المجالات، مثل الأعمال التجارية، حيث يمكن للموظفين إدارة المهام عن بُعد دون الحاجة للسفر، كما يمكن للعمال التحكم في الروبوتات لرفع الأشياء وحملها لتقليل الضغط البدني عليهم. ويمكن أيضًا استخدام هذه التقنية في بيئات العمل الخطرة مثل مناطق الكوارث، حيث توفر طريقة آمنة للتحكم عن بُعد دون تعريض الأشخاص للخطر. وفي المستقبل، يخطط فريق H2L لإضافة ردود فعل حسية لتحسين الواقعية، وتوسيع نطاق التجارب المشتركة بين الإنسان والآلة. تعزز هذه التكنولوجيا فرص التواصل عبر الشخصيات الافتراضية في البيئات الرقمية، مما يفتح آفاقًا جديدة في مجالات الرعاية الصحية، والتعليم، والترفيه، ويعزز من تفاعل الأشخاص مع الأنظمة الرقمية والروبوتات بطرق مبتكرة.
