أخبار ar.wedoany.com، تسعى شركة Space Forge البريطانية إلى زراعة بلورات أشباه الموصلات في بيئة الجاذبية الصغرى المدارية، وتخطط لإعادة أولى هذه البلورات الفضائية إلى الأرض في وقت لاحق من عام 2026. وأوضح جوشوا ويستن، الرئيس التنفيذي للشركة، أن التصنيع في الفضاء يمكن أن يزيد من نقاء بلورات أشباه الموصلات المركبة بمقدار ثلاثة إلى خمسة أضعاف، مما يقلل من حجم ووزن واستهلاك الطاقة للرقائق المصنوعة من هذه المواد بنسبة تصل إلى 60% في التطبيقات النهائية.
يعود مفهوم زراعة البلورات في الفضاء إلى حقبة الحرب الباردة. ففي 24 يناير 1974، قامت مهمة سكاي لاب IV (Skylab IV) الأمريكية بزراعة بلورات فضية بوزن 1 غرام و5 غرامات في المدار باستخدام الترسيب الكهروكيميائي. لاحظ قائد المهمة، العقيد جيرالد كار (Col. Gerald Carr)، أن هذه البلورات الفضائية تمتلك بنية بلورية دقيقة أكثر كمالاً. وأشارت دراسة أجريت عام 1976 إلى أن الاختلافات في سلوك الترسيب والحمل الحراري والطفو في بيئة الجاذبية الصغرى أدت إلى الحصول على بلورات ذات حجم وبنية أكثر تجانساً.
هذه الدراسة التاريخية هي الأساس العلمي الذي تستند إليه شركة Space Forge. وقد حصلت الشركة على تمويل من الفئة A بقيمة 22.6 مليون جنيه إسترليني (30.5 مليون دولار أمريكي)، بقيادة صندوق الابتكار التابع لحلف الناتو (NATO Innovation Fund)، ومشاركة صندوق World Fund وبنك الأعمال البريطاني (British Business Bank)، وهو أكبر تمويل من الفئة A في مجال تكنولوجيا الفضاء البريطاني حتى الآن. وقد تم إطلاق أول قمر صناعي للتصنيع للشركة، ForgeStar-1، في 23 يونيو 2025، ونجح في توليد البلازما بشكل مستقل في المدار في ديسمبر من العام نفسه.
من الناحية الفيزيائية، تكون البلورات المزروعة في بيئة الجاذبية الصغرى أكثر تجانساً في الحجم والبنية، مما ينتج بلورات "أنقى". وبعد عودة هذه البلورات الفضائية إلى الأرض، يمكن استخدامها كبذور لزراعة حوالي عشرة أجيال من البلورات الأرضية الجديدة عالية الجودة. وقد قدر ويستن، خلال مؤتمر الخدمات والتجميع والتصنيع في المدار البريطاني (ISAM 2025) الذي عُقد في بلفاست عام 2025، أن هذا الرقم قد يترجم إلى "حوالي 100 مليون شريحة لكل رحلة".
توضح Space Forge بوضوح أن هدفها ليس منافسة شرائح السيليكون CMOS في دورة المضاربة على الذكاء الاصطناعي. وأوضح الدكتور أندرو غريفيثز، كبير مهندسي الترسيب الكيميائي بالبخار في الشركة، أن عملية تصنيع شرائح السيليكون CMOS قد وصلت إلى درجة عالية من النضج، وأن المفتاح يكمن في تحجيم العملية وليس في نقاء البلورة. وأضاف: "ما يجعل التصنيع في الفضاء ثورياً حقاً هو أشباه الموصلات المركبة وواسعة الفجوة، حيث لا يزال نقاء المواد يشكل قيداً صارماً على الأداء. توفر البلورات المزروعة في الفضاء فرصة لتحقيق قفزة نوعية. حتى الكميات الصغيرة جداً من المواد فائقة الجودة، مثل الماس، يمكن أن تحدث تأثيراً كبيراً نظراً لخصائصها الحرارية التي لا تضاهى."
أحد العقبات الرئيسية التي تواجه التصنيع في المدار هي القدرة على إعادة المواد إلى الأرض. وأشار ديف بارنهارت، الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك لشركة Arkisys Inc.، وهي شركة أخرى تعمل في مجال الخدمات المدارية، إلى أن القدرة الحالية على إعادة المواد إلى الأرض تقتصر على بضعة كيلوغرامات، مع وجود تحديات تتعلق بإعادة الدخول الآمن والهبوط والتكلفة. تستخدم Space Forge درعاً حرارياً جديداً يُدعى Pridwen، والذي يعتمد على الإشعاع الحراري بدلاً من تقنيات الاجتثاث القياسية، وقد اجتاز اختبارات الجاذبية الصغرى في رحلات مكافئة.
في 31 ديسمبر 2025، أعلنت Space Forge أن قمرها الصناعي ForgeStar قد نجح في توليد البلازما بشكل مستقل في المدار باستخدام نظام الترسيب الكيميائي بالبخار المعزز بالبلازما بالموجات الدقيقة (CVD). يعمل النظام بشكل مستقل بواسطة حاسوب على متن القمر، من خلال التحكم الدقيق في طاقة الموجات الدقيقة، وتدفق الغاز، وضغط الحجرة، والتوقيت، والعادم. وأوضح الدكتور غريفيثز أن هذا يثبت "وجود مصنع فضائي مصغر كامل، يعمل بالطاقة من الألواح الشمسية والبطاريات، قادر على توليد بلازما موجات دقيقة خاضعة للتحكم من فئة أشباه الموصلات في المدار دون تدخل بشري."
تتوقع Space Forge إعادة البلورات الفضائية إلى الأرض في وقت لاحق من عام 2026، وذلك بعد إكمال الهدف الثامن لمهمة ForgeStar وإطلاق كبسولة العودة Pridwen، لكنها لم تلتزم بتقديم نموذج أولي عملي لأشباه الموصلات في عام 2026. تتمثل الرؤية طويلة المدى للشركة في بناء مصانع مدارية مخصصة قادرة على استقبال المواد الخام وإنتاج رقائق جاهزة، مما يلغي العوامل البشرية التي تعكر صفو العمليات الصناعية.
كما تدفع شركة Arkisys قدماً بخطتها "الموانئ" (Ports) – وهي مستودعات خدمية غير مأهولة لمدارات أو كواكب مختلفة. وتتوقع الشركة نشر محطة فضائية كاملة بحلول عام 2030، مزودة بثلاثة إلى خمسة وحدات ميناء، تدعم دورة تشغيل مدتها 90 يوماً. يعتقد بارنهارت أن مفتاح التصنيع الفضائي على نطاق واسع يكمن في نضج البنية التحتية اللوجستية.
باعتبارها متلقية لتمويل من صندوق الابتكار التابع لحلف الناتو، تُنظر إلى Space Forge على أنها شركة تنتج تقنيات ذات استخدام مزدوج. وأعرب الدكتور إد سميث، رئيس أبحاث المواد في الشركة، عن ذلك قائلاً: "إن دعم وتأييد صندوق الابتكار التابع لحلف الناتو لشركة Space Forge هو دليل على أهمية وضرورة ما نبني." تركز الشركة حالياً على بناء قدرات تصنيع المواد الفضائية، وهي منفتحة على إمكانية التطور لتصبح شركة مستقلة أو الاندماج في نظام بيئي تجاري أكبر من خلال الاستحواذ.
