هناك الكثير من المختبرات التي تعمل على حلول لمتلازمة كيسلر ، حيث يوجد الكثير من الحطام في مدار الأرض المنخفض لدرجة أن الصواريخ لم تعد قادرة على الوصول إليها دون أن تتعرض لأجزاء غير صوتية من المعدات المنهارة. على الرغم من أننا لم نصل بعد إلى النقطة التي فقدنا فيها الوصول إلى المساحة ، إلا أنه سيأتي يومًا سيحدث فيه إذا لم نفعل شيئًا حيال ذلك. تنظر ورقة جديدة من كازونوري تاكاهاشي من جامعة توهوكو في اليابان إلى حل جديد يستخدم نوعًا من المجال المغناطيسي الذي يُرى عادة في مفاعلات الانصهار لتفكك الحطام باستخدام شعاع البلازما ، مع موازنة نفسه مع دفع متساوٍ ومعاكس على الجانب الآخر.
يعمل الباحثون على فئتين رئيسيتين من الأنظمة لنوع أعمال إزالة الغموض التي قد تنقذنا من متلازمة كيسلر-عدم الاتصال وعدم الاتصال. تتواصل أنظمة الاتصال جسديًا مع الحطام ، مثل الشبكة أو خطاف تصارع ، وبطء الحطام إلى نقطة يمكن أن تتلاشى فيها بأمان. تواجه هذه الطريقة التحدي الذي تدور حوله معظم الحطام لا يمكن السيطرة عليه ، ويمكن أن يدمر القمر الصناعي الذي يحاول الاتصال به إذا تحركت بشكل غير متوقع – مضافًا للمشكلة بدلاً من حلها.
لذلك ، توجد أشكال غير الاتصال في الصعود ، لأنها تسمح لنظام مصمم لتجنب القمر الصناعي الآخر بالبقاء على بعد بضعة أمتار مع التأثير على سرعته. عادةً ما يستخدمون أنظمة مثل الليزر ، أو عوارض أيون ، أو في حالة اختراع تاكاهاشي ، حزم البلازما ، لإبطاء هدفها المقصود إلى نقطة يمكن أن تتلاشى فيها بأمان. إن مشكلة Deorbiting Systems القائمة على البلازما هي القانون الثالث لنيوتن-حيث يتم توجيه البلازما نحو الهدف ، فهي تدفع النظام التشغيلي بعيدًا عن النظام المنتشر ، ويعمل بشكل أساسي بمثابة تقوية صغيرة في البلازما. مع زيادة المسافة بين الاثنين ، يتناقص تأثير تباطؤ البلازما. لحل هذه المشكلة ، قدم تاكاهاشي وزملاؤه الباحثين ثنائية الاتجاه في ورقة في عام 2018 والتي عاودت قوة الدفع للبلازما المستخدمة لإبطاء الهدف بقوة متساوية في الاتجاه المعاكس ، مما يسمح لها بالحفاظ على موضعها.
التقدم في تقنية Theruster البلازما
ومع ذلك ، في تلك الورقة الأصلية ، كان التوجه ضعيفًا جدًا بحيث لا يمكن أن يتجاهل بعض الأهداف المحتملة بشكل فعال لمثل هذه المهمة. لذلك بدأ تاكاهاشي في تحسين التصميم من خلال تنفيذ مجال مغناطيسي “من النوع”. عادة ما تستخدم هذه في مفاعلات الانصهار لضمان عدم تتفاعل البلازما مع جدار الغرفة المغناطيسية. إن أعتاب المجال المغناطيسي هو نقطة يلتقي فيها حقلان مغناطيسيان معارضان ويلغيان ، مما يخلق تغييرًا سريعًا في الاتجاه للقوى التي يطبقانها. من الناحية المثالية ، ينتج عن هذا شعاع البلازما أقوى.
هذا ما حدث عندما أنشأ تاكاهاشي تجربة لاختبار نظام CUSP الجديد مع نظام “المجال المباشر” السابق الذي أثبت أنه ضعيف للغاية. لقد رأى تحسنا بنسبة 20 في المائة في القوة التي يمارسها تقويم البلازما على الهدف ، مما أدى إلى دفع 17.1 Millinewton على نفس مستوى الطاقة. عندما اصطدم بمستوى الطاقة إلى 5 كيلوواط (مقارنة مع 3 كيلو وات في الاختبار الأصلي) ، أظهر تباطؤًا محسّنًا يبلغ حوالي 25 مليون ، والذي يقترب من مستوى 30 مليون من المتوقع أن يكون هناك حاجة إلى تباطؤ قطعة من الحطام 1 طن في 100 يوم. كان لها أيضًا فائدة إضافية تتمثل في استخدام Argon كوقود ، وهو أرخص مقارنةً بالزينة المستخدمة عادة في دخول البلازما.
حتى مع هذا النجاح ، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يجب القيام به قبل أن يصبح هذا نظامًا تمامًا. تم تشغيل التجربة في غرفة فراغ ، مع وجود تباطؤ البلازما على بعد 30 سم فقط من الهدف ، مقارنة بالعدادات التي ستكون مطلوبة في بيئة مدارية حقيقية. في الواقع ، سوف يتحرك هدف الحطام أيضًا مقارنة بنظام إزالة الغموض أثناء إبطائه ، لذلك سيتعين عليه تحقيق توازن في الحفاظ على المسافة من كائن تباطؤ وكذلك الاستمرار في إطلاق شعاع التباطؤ فيه. وأخيرًا ، هناك عيب في استخدامه حرفيًا ضعف عدد الوقود الذي لا يتطلب فيه حلول لا تتطلب تشغيل الدفاعات اتجاهات متعاكسة – في حين أن الوقود قد لا يكون مصدر قلق كبير بالنسبة لركوب البلازما ، فمن المؤكد أن تشغيل واحد على مدار 100 يوم سيستهلك الكثير منه.
مع كل ما يقال ، أي حل جديد لهذه المشكلة الكارثية محتملة موضع ترحيب ، ومن المحتمل أن يواصل تاكاهاشي العمل على تطوير هذا النموذج الأولي. في يوم من الأيام ، قد تكون قادرًا على مشاهدة محرك بلازما ثنائي الثنائي يتفجر في قطعة كبيرة من غير المرغوب فيها.
من مقالات موقعك
المقالات ذات الصلة حول الويب
