طالبة دكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تطور أنابيب نانوية من نتريد البورون لتعزيز سلامة الرحلات الفضائية

تكرس باراك باتيل، طالبة الدكتوراه في قسم الهندسة الميكانيكية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، جهودها لتطوير مواد نانوية متقدمة لتعزيز حماية رواد الفضاء في الفضاء. تقول باتيل: "يحاول بحثي بشكل أساسي اكتشاف كيفية الحفاظ على سلامة رواد الفضاء في الفضاء." يركز عملها على استخدام أنابيب نتريد البورون النانوية لتطوير مواد مركبة واقية من الإشعاع، لمواجهة تحديات الإشعاع المؤين في السفر إلى الفضاء.

تعرفت باتيل على تصنيع الفضاء خلال تدريبها في منظمة أبحاث الفضاء الهندية، وبعد التخرج شاركت في إنتاج مكونات الأقمار الصناعية. بعد التحاقها بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، انضمت إلى مختبر براين واردل، حيث ركزت على تخليق الأنابيب النانوية وتصنيع المواد المركبة النانوية متعددة الوظائف. وتوضح قائلة: "يمكن لدمج الأنابيب النانوية الكربونية في المواد المركبة الحالية تحسين خواصها الميكانيكية وزيادة تعدد وظائفها." بعد إكمال دراستها للماجستير، تحولت إلى أبحاث تطبيقات الفضاء، وبدأت في استكشاف خصائص الحماية من الإشعاع لأنابيب نتريد البورون النانوية.

تقدم أنابيب نتريد البورون النانوية نهجًا جديدًا لحل مشكلة الإشعاع الفضائي. وتشير باتيل: "لا يمكن السفر إلى المريخ بأمان باستخدام المواد الأكثر تقدمًا حاليًا." من خلال عملية مبتكرة طورتها في المختبر، نجحت في رفع تركيز تخليق الأنابيب النانوية إلى 50٪ بالوزن، متفوقة بكثير على مستويات 5-10٪ للمواد المركبة المبكرة. أكسبها هذا البحث منحة فرصة البحث لطلاب الدراسات العليا في تكنولوجيا الفضاء التابعة لناسا، وأجرت اختبارات للمواد في عدة مواقع تابعة لناسا.

في مايو 2025، شاركت باتيل في تجربة طيران في ظروف الجاذبية الصغرى لتقييم جدوى التصنيع في الفضاء، حيث أرسلت عينات الأنابيب النانوية التي صنعتها إلى محطة الفضاء الدولية. كما شاركت في مسابقة تحديات استكشاف الفضاء التابعة لناسا وفي مهمة المحاكاة السويسرية Asclepios III، مما أكسبها خبرة عملية متنوعة. باتيل، التي تقترب من نهاية مرحلة الدكتوراه، تركز حاليًا على تطوير مواد فضائية جديدة، بما في ذلك تحسين أنظمة الحماية الحرارية ومعالجة مشكلة غبار القمر. وتخطط بعد التخرج لمواصلة العمل في مجال الدعم التقني لرحلات الفضاء البشرية.