أميركا تخطط لاستخدام "السيراميك الداكن" في الصواريخ.. لماذا؟
تاريخ النشر: 5th, March 2025 GMT
يعمل الباحثون في معهد بحوث بوردو التطبيقية (PARI) على استكشاف استخدام ثوري للتصنيع الإضافي لإنتاج السيراميك الداكن، وهو مادة مثالية للمركبات الفرط صوتية نظرا لمتانته العالية ومقاومته المتزايدة للتآكل والتدهور.
ووفقا لما نشرت مجلة ذا ديفينس بوست فباستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد بتقنية معالجة الضوء الرقمي (DLP)، يستطيع الفريق إنتاج السيراميك الداكن بأشكال وأحجام دقيقة وبأسطح عالية الدقة.
وقال رودني ترايس، قائد المشروع :"تتيح هذه التقنية إنتاج تصميمات وهندسات معقدة بأسطح ناعمة للغاية ومستوى دقة يصل إلى الميكرون".
وأضاف:"من خلال هذه العملية، نجحنا في طباعة مجموعة متنوعة من الأشكال، مثل المخاريط الحادة وأنصاف الكرات، والتي تُستخدم في بناء المركبات الفرط صوتية".
الصواريخ الفرط صوتية
هذه ليست المرة الأولى التي تستكشف فيها الولايات المتحدة التصنيع الإضافي لتطوير تقنيات فرط صوتية.
ففي مايو 2024، تعاقد البنتاغون مع شركة Aerojet Rocketdyne لتطوير نموذج أولي لنظام دفع فرط صوتي باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد.
التحديات المحتملة
على الرغم من أن السيراميك الداكن يعد مثاليا للأنظمة الفرط صوتية بسبب مقاومته العالية للظروف القاسية، إلا أن لونه الداكن يمثل تحديا في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعتمدة على معالجة الضوء الرقمي (DLP).
تعمل هذه التقنية باستخدام الأشعة فوق البنفسجية (UV) لتصلّب المادة، ولكن الأصباغ الداكنة تمتص الضوء فوق البنفسجي، مما يُعيق عملية التصلّب ويؤدي إلى زيادة وقت الإنتاج.
وأوضح ترايس هذه المشكلة قائلا: "نظرًا لأن المساحيق الداكنة تمتص الضوء فوق البنفسجي، فإننا لا نستطيع تشكيل طبقات سميكة كما هو مطلوب. وبالتالي، نحصل على أعماق تصلّب رقيقة جدًا، مما يؤثر سلبًا على الوقت اللازم لبناء كل جزء".
حلول مبتكرة
للتغلب على هذه العقبة، يخطط الفريق للتعاون مع خبراء لاستكشاف أنظمة مبتكرة، ومعالجات سطحية، وطرق تصنيع جديدة.
وتهدف هذه الحلول إلى القضاء على المشكلات التي قد تظهر خلال مرحلة ما بعد المعالجة للمشروع، مما يُسهّل إنتاج المواد المستخدمة في الصواريخ والطائرات الفرط صوتية بدقة وكفاءة أكبر.
المصدر: سكاي نيوز عربية
كلمات دلالية: ملفات ملفات ملفات ثلاثية الأبعاد السيراميك المخاريط الولايات المتحدة البنتاغون الطباعة ثلاثية الأبعاد الأشعة فوق البنفسجية الضوء فوق البنفسجي الولايات المتحدة الصواريخ فرط صوتية السيراميك الطائرات ثلاثية الأبعاد السيراميك المخاريط الولايات المتحدة البنتاغون الطباعة ثلاثية الأبعاد الأشعة فوق البنفسجية الضوء فوق البنفسجي أخبار أميركا الفرط صوتیة
إقرأ أيضاً:
اليابان تطلق مهمة لتنظيف الفضاء من "الصواريخ الميتة"
يواجه الفضاء تهديداً متزايداً بسبب التراكم المستمر للحطام المداري، مثل الصواريخ المستهلكة والأقمار الصناعية المعطلة، والتي يُطلق عليها "الصواريخ الميتة".
يشكل هذا الحطام خطراً كبيراً على البعثات الفضائية النشطة، ومع استمرار هذه الفوضى دون تدخل، قد يؤدي ذلك إلى تصادمات كارثية تتسبب في تلف الأقمار الصناعية الحالية وتهدد استكشاف الفضاء في المستقبل. لكن فريقاً يابانياً اتخذ خطوة عملاقة نحو مواجهة هذا التحدي وتنظيف المدار من هذه الفوضى.
وأطلقت Astroscale، وهي شركة تركز على إزالة الحطام الفضائي، مهمة ADRAS-J لاختبار تقنيتها من خلال الاقتراب من مرحلة صاروخية مهملة.
وتعني ADRAS-J إزالة الحطام النشط بواسطة Astroscale-Japan وهذه أول محاولة من نوعها لمركبة فضائية للاقتراب من الحطام الفضائي في مدار أرضي منخفض، وفق "إنترستينغ إنجينيرينغ".
وابتكرت Astroscale مركبة فضائية مصممة لالتقاط الحطام الفضائي، ثم توجيهه مرة أخرى إلى الأرض، إما لتحطمه في المحيط، أو احتراقه في الغلاف الجوي.
وفي أحدث اختبار لها، أرسلت الشركة الناشئة مركبة فضائية للالتقاء بمرحلة علوية مهملة من صاروخ ياباني من طراز H-IIA، والذي كان يطفو في المدار منذ عام 2009.
ولم تكن المهمة بسيطة كما كان متوقعاً، حيث إن الاقتراب من حطام فضائي غير متحكم فيه مثل صاروخ H-IIA أصعب بكثير من مجرد الالتحام بأجسام خاضعة للتحكم مثل محطة الفضاء.
وتفتقر هذه الأجسام المعطلة إلى مساعدات الملاحة والاتصالات للالتحام في بيئة الفضاء الصعبة، ومن المثير للاهتمام أن الشركة تمكنت بنجاح من توجيه مركبتها الفضائية إلى مسافة 50 قدماً من مرحلة الصاروخ المهملة هذه.
ولبدء مطاردة صاروخ H-IIA، تم إطلاق المهمة في فبراير (شباط) 2024، وإرسالها إلى مدار قطبي على ارتفاع يتجاوز 350 ميلاً (560 كيلومتراً)، وفي 30 نوفمبر (تشرين الثاني)، أكمل ADRAS-J اقترابه النهائي من مرحلة الصاروخ، حيث وصل إلى مسافة 15 متراً، وقد استخدم الكاميرات والليزر للملاحة قبل التراجع.
وستستكمل مهمة Astroscale التالية، ADRAS-J2، الاقتراب النهائي لمسافة 15 متراً من الصاروخ H-IIA والالتحام به فعلياً، وكانت مهمة ADRAS-J السابقة عبارة عن تشغيل تجريبي وتفتقر إلى المعدات اللازمة للالتحام.
وأكسب اقتراب Astroscale الناجح من مرحلة الصاروخ تمويلاً إضافياً من وكالة الفضاء اليابانية، حيث منحت الشركة 88 مليون دولار لبناء وإطلاق ADRAS-J2.
ومن المتوقع أن تستخدم هذه المهمة الثانية ذراعاً آلية لالتقاط مرحلة الصاروخ H-IIA وإخراجها من المدار، مما يتسبب في احتراقها في الغلاف الجوي للأرض.
ومن المرجح أن تنطلق هذه المهمة لالتقاط مرحلة الصاروخ H-IIA المستهلكة وإخراجها من المدار في عام 2027.
ولا يتوقف طموح Astroscale عند هذا الحد، فهم يطورون تقنيات مختلفة للتعامل مع أنواع مختلفة من الحطام الفضائي، فإن أحد التحديات الرئيسية القادمة هو إخراج قمر صناعي أوروبي من مداره باستخدام لوحة مغناطيسية للاتصال بمركبة فضائية خارجة من المدار.
وإن مدار الأرض مزدحم بأكثر من 2000 مرحلة صاروخية ملقاة و32000 قطعة أخرى من الحطام المعدني أكبر من 4 بوصات، وتعد إزالة هذه الكمية الكبيرة من الحطام مهمة معقدة ومكلفة.
وتكشف توقعات ناسا عن الالتزام المالي الكبير المطلوب لإزالة الحطام الفضائي، والذي يقدر بحوالي 8 ملايين دولار لكل قطعة بمجرد وضع الإجراءات الموحدة، لكن تكلفة التقاعس قد تكون أكبر بكثير، حيث أن خطر الاصطدام بالأقمار الصناعية العاملة يشكل مصدر قلق كبير، لأنه قد يؤدي إلى تعطيل الاتصالات المهمة والملاحة والعمليات العلمية.
الاحتلال يقتحم بلدة بيت كاحل شمال غرب الخليل