يمكن لحقيبة عملاقة قابلة للنفخ أن تلتقط الكويكبات والخردة الفضائية

تحتوي الكويكبات على كميات كبيرة من المعادن الثمينة والعادية، وعلى الرغم من التحديات الواضحة في الوصول إليها، تقول بعض الشركات الناشئة إن هذه الأجرام السماوية يمكن أن تقدم بديلاً مستدامًا لاستخراج المعادن من الأرض، والذي يعاني من مشاكل مثل تناقص العرض والأضرار البيئية.

السباق مستمر للوصول إلى هذه الثروة من الموارد. ومن بين الشركات التي تعمل على حل هذه المشكلة شركة TransAstra التي يقع مقرها في كاليفورنيا، والتي طورت واختبرت جهازًا يسمى Capture Bag، وهو عبارة عن حقيبة قابلة للنفخ تأتي بأحجام مختلفة، تهدف إلى التقاط أي شيء بدءًا من الصخور الصغيرة وحتى الصخور التي بحجم منزل. وتقول الشركة إن الكيس يمكن استخدامه أيضًا في تنظيف النفايات الفضائية التي صنعها الإنسان، وهي مشكلة أصبحت مصدر قلق متزايد للحكومات والعلماء.

قال جويل سيرسيل، مهندس الطيران الذي قام بالتدريس في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ومؤسس شركة ترانس أسترا: “إن تعدين الكويكبات هو أمر محفوف بالمخاطر وصعب للغاية”. “لحل مشكلة تعدين الكويكبات، عليك في الواقع حل أربع مشاكل أخرى نسميها الاكتشاف والتقاط والتحرك والمعالجة.” بمعنى آخر، يجب أن يكون نظام تعدين الكويكبات قادرًا على اكتشاف الصخور الفضائية المراد استخراجها، والتقاطها، ونقلها بنجاح إلى مكان آمن في الفضاء، ثم معالجتها لاستخراج المعادن.

وأضاف سيرسل: “لدينا التكنولوجيا في كل هذه المجالات”. “في آخر إحصاء، لدينا حوالي 21 براءة اختراع، ونحصل على براءة اختراع جديدة تصدر كل شهر تقريبًا.”

أكملت TransAstra اختبارًا أوليًا لحقيبة الالتقاط، دون أي التقاط فعلي، على متن محطة الفضاء الدولية في أوائل أكتوبر، ومن خلال التمويل الخاص ووكالة ناسا، تستعد الآن لإنشاء نسخة أكبر بكثير وأكثر وظيفية من الجهاز.

يعرف سيرسل أين يبحث للعثور على كويكبات تستحق التعدين، ويهدف إلى تركيز بحثه على مجموعة خاصة من الأجسام الموجودة في مدارات تشبه إلى حد كبير الأرض حول الشمس: “إنها تنجرف ببطء شديد بالقرب من الأرض، على مسافة بضعة مليارات من الكيلومترات فقط”.

“نحن نعرف بالفعل مكان وجود المئات من هذه الأجسام، ونخطط للذهاب والحصول على أول واحد منها في عام 2028 – والذي نعتقد أنه سيثير ثورة صناعية حقيقية في الفضاء.”

الاندفاع الذهب الفضاء

حتى الآن، جمعت ترانس أسترا حوالي 12 مليون دولار من رأس المال الاستثماري في القطاع الخاص وحوالي 15 مليون دولار من العقود والمنح، بما في ذلك مع وكالة ناسا وقوة الفضاء الأمريكية.

إن جمع العينات من الكويكبات أمر صعب ومكلف. تم طي شركتين ناشئتين تعملان في هذا المجال – صناعات الموارد الكوكبية والفضاء السحيق – قبل تحقيق أي نتائج مهمة. حتى الآن، تمكنت ثلاث مهمات فقط من إعادة عينات من الكويكبات التي تم التقاطها في الفضاء، والتي نفذتها وكالات حكومية من الولايات المتحدة واليابان، بتكلفة مئات الملايين من الدولارات.

وقد نشرت ترانس أسترا بالفعل نحو عشرة تلسكوبات في ثلاثة مواقع – أريزونا وكاليفورنيا وأستراليا – كجزء من شبكة مكلفة بالبحث عن الكويكبات المناسبة للتعدين. ومن المقرر بالفعل إنشاء موقع رابع في إسبانيا.

وتطلق الشركة على هذه التلسكوبات اسم Sutter، نسبة إلى Sutter’s Mill في كاليفورنيا. وأوضح سيرسل: “هذا هو المكان الذي اكتشفوا فيه الذهب في كاليفورنيا مما أدى إلى حمى الذهب”. “ونعتقد أن التنقيب عن الكويكبات بالتلسكوبات سيؤدي إلى اندفاع الذهب إلى الفضاء”.

بمجرد تحديد الكويكب على أنه مناسب، تخطط TransAstra لاستخدام حقيبة الالتقاط الخاصة بها للاستيلاء عليه. الكيس مصنوع من مواد تستخدم عادة في تطبيقات الفضاء الجوي، مثل الكيفلار والألمنيوم، وهو مقاوم للتسرب ويمكن تركيبه على مركبة حاملة ستطلقه بالقرب من الهدف، وعند هذه النقطة سوف تنتفخ الكيس لإفساح المجال للجسم.

تأتي أكياس الالتقاط بستة أحجام، من الصغيرة إلى الكبيرة جدًا: يقول سيرسل: “يمكن وضع الحقائب الصغيرة في فنجان قهوة”. “يمكنهم التقاط قطعة صغيرة من الحطام بحجم البطيخة.”

اختبرت شركة TransAstra الحجم التالي – الذي يبلغ قطره حوالي متر – على محطة الفضاء الدولية: “لقد انتقلنا من رسم تخطيطي على السبورة البيضاء إلى تسليم الأجهزة اللازمة لعرض الرحلة في سبعة أشهر – في مجال الأعمال الفضائية، لم يُسمع عن هذا الأمر من قبل”، كما قال سيرسيل. “تم إطلاقه على صاروخ فالكون ناين، وتم إحضاره إلى المحطة الفضائية بواسطة رواد الفضاء، وتم وضعه على ما أعتبره الجزء الخارجي من المحطة الفضائية، وهو الجزء الداخلي من غرفة معادلة الضغط. ثم … لقد تم اختباره في الجاذبية الصغرى والفراغ، وقد نجح».

ستكون أكبر حقيبة التقاط مقترحة كبيرة بما يكفي لاستيعاب كويكب يبلغ وزنه 10000 طن، أي بحجم مبنى صغير.

تعمل ترانس أسترا الآن على تطوير نسخة من الحقيبة بطول 10 أمتار – الحجم “الكبير” – بتمويل قدره 5 ملايين دولار، نصفها من وكالة ناسا. وقال سيرسيل إن الأعمال الهندسية ستكتمل خلال ما يزيد قليلاً عن عام، وبعد ذلك سيكون جاهزًا للرحلة الفضائية. ولكن قبل البحث عن الصخور الفضائية القيمة، سيتم اختبار الحقيبة باستخدام حطام فضائي أقل بريقًا، وهو ما يصفه سيرسيل بأنه “مخفف المخاطر لمهمة التعدين الكويكبية الكاملة”.

وقال سيرسل: “ستكون حقيبة الالتقاط التي يبلغ طولها 10 أمتار كبيرة بما يكفي للعثور على الأقمار الصناعية الموجودة في مدارات المقبرة ولكنها قد تسبب مشكلات ملاحية. وستقوم بالتقاطها ونقلها إلى مكان أكثر أمانًا. وهذه مهمة مهمة”. “لكنه أيضًا كبير بما يكفي للخروج والحصول على كويكبات، لذلك نعمل حاليًا مع شركاء صناعيين على خطة للحصول على كويكب قد يصل وزنه إلى 100 طن”.

يقول سيرسل إنه ليس من المنطقي اقتصاديًا إعادة المواد المستخرجة إلى الأرض. وهو مقتنع بأن تعدين الكويكبات سيمكن البشرية من معالجة المواد اللازمة للأجهزة الفضائية، وإنتاج الأجهزة مباشرة في الفضاء.

البحث عن حلول

تجذب كل من إزالة النفايات الفضائية والاستيلاء على الكويكبات اهتمامًا واستثمارات كبيرة. في وقت سابق من هذا العام، أطلقت شركة Astroforge، ومقرها الولايات المتحدة، أودين، وهو مسبار تم تصميمه لتقييم كويكب لأغراض التعدين. كانت هذه أول مهمة خاصة على الإطلاق إلى كويكب وتم إطلاقها كجزء من المهمة القمرية IM-2، لكن Astroforge فقدت الاتصال بـ Odin بعد الإطلاق.

لقد تم إجراء اختبارات التقاط النفايات الفضائية بنجاح لسنوات، ولكن على الرغم من عدم نشر حل واسع النطاق حتى الآن، فإن المخاطر المرتبطة بالحطام المداري تستمر في التزايد. لقد تم اقتراح العديد من الحلول التكنولوجية المختلفة، بدءًا من الأسلحة الآلية المعقدة وحتى المغناطيس وحتى الحراب.

قال سيرسل إن إحدى مزايا حقيبة الالتقاط مقارنة بالطرق الأكثر تعقيدًا وتعقيدًا للتعامل مع الأشياء في الفضاء هي أنها غير مكلفة وقوية: “يمكن استخدام نفس حقيبة الالتقاط لالتقاط كائنات ذات أشكال مختلفة، طالما أن الحقيبة كبيرة بما يكفي”، مضيفًا أن كل حقيبة ستكلف في البداية ملايين الدولارات، لكن هذه التكلفة ستنخفض على نطاق واسع، لتصبح أكثر قدرة على المنافسة من الأنظمة الروبوتية.

وفقًا لإلينورا بوتا، الأستاذة المشاركة في قسم الهندسة الميكانيكية وهندسة الفضاء الجوي بجامعة بوفالو، والتي لا تشارك في TransAstra، فإن الميزة الرئيسية لحقيبة الالتقاط هي أنها يمكنها تأمين كائنات ذات أشكال وأحجام وديناميكيات دورانية مختلفة. وأضافت: “هذا التنوع مفيد لالتقاط الكويكبات، بل وأكثر من ذلك لإدارة الحطام الفضائي”. “يكمن أحد التحديات الهندسية الرئيسية في نشر هياكل كبيرة ومرنة للغاية في ظروف الفراغ والجاذبية الصغرى في الفضاء؛ وسيكون هذا الجانب بالغ الأهمية حيث يتم توسيع نطاق النظام من نسخته التجريبية المستندة إلى محطة الفضاء الدولية. ومن المشجع أن TransAstra قد حصلت مؤخرًا على تمويل لتعزيز جهود التوسع هذه بالشراكة مع وكالة ناسا.”

قال جون كراسيديس – أستاذ الهندسة الميكانيكية أيضًا في جامعة بوفالو، والذي يعمل مع وكالة ناسا والقوات الجوية الأمريكية ووكالات أخرى لمراقبة الحطام الفضائي، وهو غير مشارك في ترانس أسترا – إن الشركة لديها نهج مبتكر للغاية لتعدين الكويكبات، بدءًا من تلسكوب سوتر المستخدم للعثور على الكويكبات الصغيرة وتتبعها في الفضاء. وقال كراسيديس: “إذا نجح الأمر، فسوف يفتح الأبواب حقاً لتعدين الكويكبات، لأن هناك العديد من الكويكبات الصغيرة التي لا يمكننا رؤيتها الآن”. “السؤال الكبير هو: هل يمكنهم العثور على ما يكفي من الكويكبات لجعل الأمر ممكنًا من حيث التكلفة؟ سنكتشف أن عام 2028 طموح جدًا في رأيي، لكنني آمل أن يتمكنوا من تحقيقه”.

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com