في عام 1974، اقترح البروفيسور الراحل في جامعة برينستون ورائد الفضاء جيرارد أونيل استخدام مدافع السكك الحديدية الكهرومغناطيسية لإطلاق الحمولات من القمر.
اقترح أونيل استخدام “محركات الكتلة” استنادًا إلى تصميم مسدس ملفوف لتسريع جسم غير مغناطيسي. كان أحد تطبيقات المحركات الجماعية هو إطلاق المواد المشتقة من القمر إلى مدار القمر للتصنيع في الفضاء. عمل أونيل أيضًا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا على السائقين الجماعيين، جنبًا إلى جنب مع زميله هنري كولم، ومجموعة من الطلاب المتطوعين ذوي النظر البعيد، لتصنيع أول نموذج أولي للسائق الجماعي. وبدعم من المنح المقدمة من معهد دراسات الفضاء، تم تحسين النماذج الأولية لاحقًا فيما يتعلق بمفهوم المحرك الشامل.
كان ذلك قبل خمسة عقود. انطلق بنفسك إلى اليوم واطرح هذا السؤال: ما علاقة حاملة الطائرات النووية التابعة للبحرية الأمريكية، جيرالد ر. فورد، بالقمر؟
الاقتصاد القمري المستقبلي
في أواخر العام الماضي، قدمت شركة General Atomics Electromagnetic Systems تقريرًا نهائيًا إلى مكتب القوات الجوية للبحث العلمي (AFOSR). كان هذا التقرير بعنوان “الإطلاق الكهرومغناطيسي القمري لاستغلال الموارد لتعزيز الأمن القومي والنمو الاقتصادي”.
مؤلف هذا التقييم هو روبرت بيتركين، مدير العمليات لمكتب المنظمة في البوكيرك، نيو مكسيكو.
وتم التأكيد في الوثيقة المؤلفة من 30 صفحة على أن القمر غني بالموارد المفيدة، بما في ذلك السيليكون والتيتانيوم والألمنيوم والحديد. كما أن احتمال الاستفادة من المياه القمرية يلوح في الأفق بشكل كبير.
يوضح التقرير أن “الاقتصاد القمري المستقبلي غير البعيد سوف يستفيد من هذه الموارد القمرية لإعادة إمداد المركبات الفضائية وإصلاحها وتزويدها بالوقود في مدار القمر بتكلفة أقل من توفير الموارد الأرضية من بئر الجاذبية العميقة للأرض”.
الآلات والهياكل والأنظمة
ويواصل التقرير أن عمليات الإطلاق الكهرومغناطيسية للمواد من سطح القمر يمكن أن تكون أكثر كفاءة بكثير من عمليات إطلاق الصواريخ التقليدية التي تعتمد على الوقود الكيميائي الذي يتم استيراده من الأرض إلى القمر.
يتضمن التقييم توصيات حول كيفية تطوير التكنولوجيا اللازمة لإطلاق المواد القمرية المستخرجة والمعالجة إلى الفضاء القمري لدعم مجموعة من المهام الفضائية الناشئة.
ويشير التقرير إلى أن أحد الجوانب المهمة بشكل خاص لتطوير الاقتصاد القمري هو نقل الكتلة من سطح القمر بشكل موثوق وبأسعار معقولة وآمن. “مما لا شك فيه أن الدوامة الأولى من دورة تطوير النظام البيئي القمري ستعتمد على توفير الآلات والهياكل والأنظمة الداعمة من الأرض.”
اختيار متفوق
قال بيتركين لموقع Space.com: إن استخدام الموارد القمرية لإصلاح وإعادة إمداد المركبات الفضائية القمرية يتطلب تقدمًا في العديد من التقنيات بما في ذلك طريقة موثوقة لنقل المواد بعيدًا عن سطح القمر.
وقال بيتركين إن قاذفة كهرومغناطيسية حديثة تعد خيارًا ممتازًا لهذه المهمة، لأنها يمكنها استخدام الطاقة الشمسية الوفيرة كمصدر رئيسي للطاقة بدلاً من استيراد وقود الصواريخ الكيميائي من الأرض.
ويشير بيتركين إلى أنه “يجب على حكومة الولايات المتحدة أن تمول تطوير نظام إطلاق الطائرات الكهرومغناطيسي الحالي، والذي يعمل الآن بشكل موثوق على حاملة الطائرات النووية جيرالد آر فورد التابعة للبحرية الأمريكية”.
تُسمى هذه الأجهزة المعتمدة على الناقل، والتي تصنعها شركة General Atomics، بنظام إطلاق الطائرات الكهرومغناطيسية (EMALS).
الطريق للوصول إلى هناك
قصص ذات الصلة:
– هل يمكن للمدفع الكهرومغناطيسي التابع للبحرية الأمريكية المساعدة في الاستفادة من موارد القمر؟
– مركبة مدارية تابعة لناسا ترصد مركبة هبوط صينية على الجانب البعيد من القمر (صورة)
– علماء الفلك يطالبون بالصمت اللاسلكي على الجانب البعيد من القمر
قال بيتركين إن نقل هذه التكنولوجيا الأرضية إلى المستقبل يتضمن تحقيق سرعة أعلى بكتلة أقل، مما يعرض العمل الذي يتسارع إلى وضع التقدم السريع وهو قدرة الإطلاق على القمر.
تبلغ سرعة الانقسام المتناثرة المطلوبة لإلقاء حمولات من فئة الجنيه من التضاريس القمرية إلى مدار دائري منخفض حول القمر 3758 ميلًا في الساعة (1.68 كيلومترًا في الثانية).
وقال بيتركين: “لإثبات الجدوى، نحتاج إلى إثبات أن هذا النهج يمكن أن يحقق سرعة في مدار القمر، لما لا يقل عن 100 عملية إطلاق دون الحاجة إلى استبدال مكونات الإطلاق”.
كما يؤكد التقرير المقدم إلى مكتب القوات الجوية للبحث العلمي، “في حين أنه من المهم تصور حالة ناضجة يقوم فيها النظام البيئي القمري المستدام ذاتيًا باستخراج المواد ومعالجتها وإطلاقها إلى الفضاء القمري لبناء وتوريد واستدامة المركبات الفضائية القمرية والمستوطنات الفضائية، من المهم بنفس القدر إنشاء طريق للوصول إلى هناك”.