جامعة فلوريدا الأمريكية تطور تقنية ليزر لتلبيد تربة القمر وتشكيل مكونات إنشائية

أخبار ar.wedoany.com، طرح فريق بحثي من كلية هربرت فيرتهايم للهندسة (Herbert Wertheim College of Engineering) بجامعة فلوريدا (University of Florida) الأمريكية طريقة لاستخدام الليزر في "تلبيد" وتشكيل تربة القمر والزجاج في الموقع، لتحويلها إلى مكونات إنشائية لقواعد على سطح القمر. يقود البحث فيكتوريا إم ميلر (Victoria M. Miller)، وقد نُشر في دورية Springer Nature، ويستند العمل إلى مشروع كان ممولاً جزئياً سابقاً من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة الأمريكية (DARPA)، وركز على تشكيل المواد بالليزر في ظروف قريبة من الفضاء.

تعتبر البرامج الفضائية الكبرى الحالية – بما فيها برنامج أرتميس (Artemis) الأمريكي، ومحطة أبحاث القمر الدولية (ILRS) المشتركة بين الصين وروسيا، ومفهوم "قرية القمر (Moon Village)" التابع لوكالة الفضاء الأوروبية – القمر هدفاً لإقامة بشرية طويلة الأمد. ومع نجاح مهمة أرتميس II والإعلان عن بناء قواعد قمرية في ثلاثينيات القرن الحالي، أصبح الانتقال من الاستكشاف إلى البنية التحتية مسألة واقعية. يتمثل القيد الرئيسي في البناء في ظل ظروف القمر، حيث أن نقل المعدات من الأرض مكلف للغاية. أحد الحلول هو استخدام التربة المحلية – تربة القمر – كمواد بناء.

تعتمد طريقة التشكيل بالليزر على الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء المركزة لتسخين وتشويه المواد دون تلامس، دون الحاجة إلى قوالب أو مكابس أو آلات ثقيلة – حيث تنحني المواد بفعل الإجهاد الحراري الموضعي. اختبر الباحثون أداء العملية في ظل ظروف جوية مختلفة لتقييم جدواها في فراغ القمر والأجرام الأخرى ذات الغلاف الجوي الرقيق. استُخدمت في التجارب عينات من تربة قمرية محاكية وزجاج مصنوع منها، وأظهرت النتائج أن تأثير الليزر يمكنه تشكيل هياكل زجاجية وسيراميكية بشكل فعال، يمكن استخدامها في بناء مكونات القواعد القمرية. تنتمي هذه الطريقة إلى استراتيجية استخدام الموارد في الموقع (In-Situ Resource Utilization, ISRU)، أي استخدام الموارد المحلية بدلاً من نقل المواد من الأرض.

وفقاً لميلر، تكمن الميزة الأساسية لهذه التقنية في تقليل كتلة وحجم المعدات التي يجب إرسالها إلى الفضاء بشكل كبير: فاستبدال أنظمة البناء الثقيلة بمصدر ليزر مدمج يتيح تشكيل المواد مباشرة على سطح القمر. وهذا أمر بالغ الأهمية للبيئة القمرية، حيث أن كل طن إضافي من الحمولة يزيد بشكل كبير من تكلفة المهمة. إلى جانب بناء القواعد، يمكن استخدام التشكيل بالليزر في تصنيع الأدوات وقطع الغيار مباشرة في المدار أو على سطح القمر، مما يقلل الاعتماد على الإمدادات من الأرض، وهو أمر حيوي للمهام طويلة الأمد (بما في ذلك العمل في المحطات الفضائية) – حيث يُعتبر نقص قطع الغيار عاملاً مقيداً دائماً.

ويشير المؤلفون أيضاً إلى أن لهذه التقنية إمكانات أوسع خارج نطاق الفضاء – من التصنيع المرن إلى تشييد المباني على الأرض. مع النمو السكاني والزيادة الهائلة في الطلب على طرق إنتاج أكثر كفاءة، قد تصبح تقنيات الليزر هذه أساساً لأساليب جديدة في بناء البنية التحتية في الفضاء وعلى الأرض.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com