كيفية سير الطائرات في الجو

كمال البدور · 2010-04-26, 07:57 PM

أشعة الليزر تسيّر الطائرات في الأجواء وتقود سفن الفضاء إلى القمر

ليزرات بعيدة المدى تتمكن من بث شعاع قوي إلى مسافات أعلى لتأمين تحليق متواصل
نيويورك: نوح شاتشمان *
اشتهر العالم نيكولا تسلا قبل أكثر من قرن لاكتشافه للتيارالمتناوب ولابتكاره لـ«شعاع الموت» العملاق الذي سحر المتفرجين،عن طريق إرسال أسهم كهربائية في الهواء، وهي تطقطق على ارتفاع 30 قدما. بالنسبة إليه كان ذلك دليلا على أن اليوم سيأتي حينما يتم إرسال المعلومات والكهرباء عبر الفضاء مباشرة بدون نقلها عبر كابلات او اسلاك نحاسية. ومنذ ذلك الوقت ظل خلفاؤه يحلمون ويعملون على تحقيق امكانية نقل الطاقة بدون أسلاك. وبعد عقود على تلك البداية أصبح ذلك الحلم حقيقة على الأقل بطريقة متواضعة. ففي سبتمبر (ايلول) الماضي، وداخل حظيرة طائرات بمدينة هانتسفيل بولاية الاباما، ساق مهندسون من وكالة «ناسا» طائرة صغيرة غذيت بطاقة كهربائية من الأرض، عن طريق إرسال أشعة ليزر ضوئية صوبها. ويسعى الجيش الأميركي من جانبه إلى تقديم دعم مالي لبحث يهدف إلى تمكين الطائرات التي تتحرك بدون طيار بواسطة أشعة الليزر. كذلك تمكن مهندسو شركة «بوينغ» من بناء مسبار فضائي صغير جدا يطير بواسطة الطاقة المحولة عن أشعة الليزر. وتعتمد كل هذه المشاريع على مبدأ تحويل الطاقة ونقلها عبر الهواء، أولاً تحويل الطاقة الكهربائية الى طاقة شعاع الليزر، الذي يحمل الفوتونات، ويوجه نحو الطائرة او السفينة الفضائية، وثانيا التقاط الخلايا الكهروضوئية لشعاع الليزر وتحويل فوتوناته الى طاقة تيار كهربائي. ويقول ديفيد بوشمان الباحث العلمي في «ناسا» ان الخلايا الكهروضوئية تلتقط أشعة الشمس وتحولها الى طاقة كهربائية،الا ان كفاءتها متدنية فهي تضيع 80 في المائة من طاقة الشمس. في اختبار «ناسا» الأخيرالذي توج أربعة أعوام من الابحاث استخدم بوشمان وزميله روبرت بودين أشعة ليزرأقوى، بحيث أن العلماء كانوا قادرين على استخدام الشعاع الذي يزود عددا كافيا من الفوتونات حتى من مسافة 60 قدما. وكان ذلك عسيرا جدا من قبل، لكن بعد سنوات من التحسينات أصبحت أشعة الليزر أقوى من أي وقت سابق، لذلك تمكن العلماء من توفير قدر كاف من الفوتونات حتى هذه المسافة. وفي التجارب المقبلة يخطط بوردين وبوشمان، تمديد المسافة إلى أكثر من ميل. وقال الأخير إن «السبب في عدم قيامنا بذلك خلال العشرين السنة الأخيرة هو عدم توفر تكنولوجيا الليزر». ولعل الليزر قد أصبح قويا إلى الدرجة التي يمكن معها إبقاء مركبات جوية بدون طيارين في الجو لعدة أشهر. وقال بعض الخبراء في ميدان علم الفضاء إنه قد يأتي اليوم الذي يمكن فيه أن تعمل طائرات بدون طيار كوسائل للاتصال وكأبراج خليوية في الفضاء. لكن حتى الآن ليس هناك أية طائرة تستطيع أن تخزن قدرا كافيا من الطاقة الشمسية كي تستخدمها في الليل حسبما قال جون ديل فريت مدير مشروع الطاقة الشمسية في «ناسا». وتستعمل أشعة الليزر حاليا في إرسال المعلومات واستلامها، مثما أشار المهندس كيث براون العامل في ميدان الطاقة المتقدمة التابعة للجي،والمبدأ العلمي وراء ذلك يمكن استعماله في عمليات الفضاء، فملتقطو الأشعة الشمسية يمكنهم أن يرسلوا الطاقة بواسطة الليزر إلى مركبات روبوتية لاستكشاف الفجوات الموجودة في القمر. وتم عرض المبدأ وراء هذا الابتكار في السنة الماضية على جبل هاليكالا في هاواي على يد البروفسور ريتشارد فورك من جامعة الاباما، بالتعاون مع مارك هنلي المهندس من شركة «بوينغ»، واستخدم هذان المهندسان شعاع ليزر بقدرة 50 واطا، جهزالطاقة لمحرك صغير يبلغ طوله 18 بوصة (45 سم) يبعد عنهما بمسافة 60 قدما. وتم إرسال الأشعة إليها عبر سلسلة من المرايا المحركة. وفي تجربته المقبلة يسعى هنلي أن يضع المركبة الصغيرة على بعد 40 ميلا عن جبل هاليكالا. وهذه ستكون أبعد مسافة ترسل فيها بدون أسلاك، وقال إن ذلك قد يحدث خلال عام واحد «إذا مولت الحكومة ذلك وكانت هناك الإرادة السياسية».وبدأ الاهتمام بتطوير هذا الميدان العلمي في أواخر السبعينات ثم في أواخر التسعينات. وقامت «ناسا» بدراسة مجموعة من الأقمار الصناعية القادرة على التقاط الطاقة الشمسية ثم عكسها باتجاه الأرض، لكن بينما كان «البعد العملي وراء ذلك سهل نوعا ما» الا ان التكنولوجيا معقدة جدا.

منقول