ﻳﺄﻣﻞ ﺍﻟﺒﺎﺣﺜﻮﻥ ﺑﻘﻴﺎﺩﺓ ﺭﺋﻴﺲ ﻧﺎﺳﺎ ﺍﻟﺘﻘﻨﻲ ﺍﻟﺴﺎﺑﻖ في إﻃﻼﻕ ﻗﻤﺮ ﺻﻨﺎﻋﻲ ﻳﺤﻤﻞ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻛﻤﺼﺪﺭ ﻟﻮﻗﻮﺩﻩ، حيث يريد فريق ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻛﻮﺭﻧﻴﻞ، بقيادة ميسوﻥ ﺑﻴﻚ Mason Peck، ﺃﻥ ﻳﺼﺒﺢ قمرهم الصناعي المكعب كيوبسات CubeSat ﺃﻭﻝ ﺟﻬﺎﺯ ﺑﺤﺠﻢ ﺻﻨﺪﻭﻕ ﺍﻷﺣﺬﻳﺔ ﻳﺪﻭﺭ ﺣﻮﻝ ﺍﻟﻘﻤﺮ، مظهراً إمكانية استخدام ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻛﻤﺼﺪﺭ ﻟﻮﻗﻮﺩ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺔ ﺍﻟﻔﻀﺎﺋﻴﺔ. ﺇﻧﻪ ﻣﺎﺩﺓ ﺁﻣﻨﺔ ﻭﻣﺴﺘﻘﺮﺓ، ﻭﺷﺎﺋﻌﺔ ﻧﺴﺒﻴﺎً ﺣﺘﻰ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ، ﻟﻜﻦ ﻧﺴﺘﻄﻴﻊ ﺃﻥ ﻧﺠﺪ فائدة أعظم له هنا ﻋﻠﻰ ﺍﻷﺭﺽ، ﺑﻤﺎ ﺃﻧﻨﺎ ﻧﺒﺤﺚ ﻋﻦ ﺑﺪﺍﺋﻞ ﻟﻠﻮﻗﻮﺩ ﺍﻷﺣﻔﻮري.
إلى أن ﻧﻘﻮﻡ ﺑﺘﻄﻮﻳﺮ ﻣﺤﺮﻙ ﺍﻟﺘﻔﺎﻑ ﺃﻭ ﺑﻌﺾ ﻧﻈﻢ ﺍﻟﺪﻓﻊ ﺍﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻠﻴﺔ، فمن ﺍﻟﻤﺮﺟﺢ ﺃﻥ ﻳﻌﺘﻤﺪ ﺍﻟﺴﻔﺮ ﺍﻟﻔﻀﺎﺋﻲ ﺑﺸﻜﻞ ﻛﺒﻴﺮ ﻋﻠﻰ ﻧﻮﻉ اﻟﺼﻮﺍﺭﻳﺦ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻌﻤﻞ بوقود الدفع المستخدمة حالياً، حيث ﺗﻌﻤﻞ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﺤﺮﻛﺎﺕ ﻋﻦ ﻃﺮﻳﻖ إطلاق ﺍﻟﻐﺎﺯ ﻣﻦ ﺍﻟﺠﺰﺀ ﺍﻟﺨﻠﻔﻲ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺔ ﺑﻄﺮﻳﻘﺔ ﺗﺪﻓﻌﻬﺎ إلى الأﻣﺎﻡ، ﺑﻔﻀﻞ ﻗﻮﺍﻧﻴﻦ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺀ.
ﺗﺤﺘﺎﺝ ﻣﺜﻞ ﺃﻧﻈﻤﺔ ﺍﻟﺪﻓﻊ ﻫﺬﻩ -ﺍﻟﺨﺎﺻﺔ ﺑﺎﻷﻗﻤﺎﺭ ﺍﻟﺼﻨﺎﻋﻴﺔ- ﺃﻥ ﺗﻜﻮﻥ ﺧﻔﻴﻔﺔ ﺍﻟﻮﺯﻥ ﻭأن ﺗﺤﻤﻞ ﺍﻟﻜﺜﻴﺮ ﻣﻦ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﻓﻲ ﻣﺴﺎﺣﺔ ﺻﻐﻴﺮﺓ (ﻛﺜﺎﻓﺔ ﻃﺎﻗﺔ عالية) ﻷﺟﻞ ﺣﺸﺪ ﻃﺎﻗﺔ ﻛﺒﻴﺮﺓ ﺑﺎﺳﺘﻤﺮﺍﺭ ﻟﻠﻌﺪﻳﺪ ﻣﻦ ﺍﻟﺴﻨﻴﻦ، أﻭ ﺣﺘﻰ العقود التي تبقى فيها ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺔ ضمن ﺍلمدار.
تمثل ﺍﻟﺴﻼﻣﺔ ﺃﻳﻀﺎً ﻣﺼﺪﺭ ﻗﻠﻖ ﺭئيسي، إذ أن ﺣﺸﺪ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﻓﻲ ﺣﺠﻢ ﻭﻛﺘﻠﺔ ﺻﻐﻴﺮﻳﻦ ﻋﻠﻰ ﺷﻜﻞ ﻭﻗﻮﺩ، يعني ﺃﻥ ﺃﺩﻧﻰ مشكلة ﻳﻤﻜﻦ ﺃﻥ ﻳﻜﻮﻥ ﻟﻬﺎ ﻋﻮﺍﻗﺐ ﻭﺧﻴﻤﺔ، ﻛﻤﺎ ﺭﺃﻳﻨﺎ ﻓﻲ ﺍﻧﻔﺠﺎﺭ ﺻﺎﺭﻭﺥ space x ﻣﺆﺧﺮﺍً.
وببساطة، فإن ﻭﺿﻊ ﺍﻷﻗﻤﺎﺭ ﺍﻟﺼﻨﺎﻋﻴﺔ ﻓﻲ ﻣﺪﺍﺭﻫﺎ ﻣﻊ ﺃﻱ ﺷﻜﻞ ﻣﻦ ﺃﺷﻜﺎﻝ ﺍﻟﻮﻗﻮﺩ ﻏﻴﺮ ﺍﻟﻤﺴﺘﻘﺮ ﻋﻠﻰ متنها، ﻳﻤﻜﻦ ﺃﻥ ﻳﺤدث ﻛﺎﺭﺛﺔ ﻟﻸﺟﻬﺰﺓ ﺍﻟﻐﺎﻟﻴﺔ، ﻭﺃﺳﻮﺃ ﻣﻦ ﺫﻟﻚ، للحياة ﺍﻟﺒﺸﺮﻳﺔ.
ويشكل ﺍﻟﻤﺎء ﺍﻟﻮﺳﻴﻠﺔ ﻟﺤﻞ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﺸﻜﻠﺔ، ﻷﻧﻪ ﺑﺸﻜﻞ ﺃﺳﺎﺳﻲ ﺍﻟﺤﺎﻣﻞ ﻟﻠﻄﺎﻗﺔ ﺑﺪﻻً ﻣﻦ وﻗﻮﺩ، حيث ﻻ ﻳﺨﻄﻂ ﻓﺮﻳﻖ ﻛﻮﺭﻧﻴﻞ ﻻﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﺍﻟﻤﻴﺎﻩ ﺑﺤﺪ ﺫﺍﺗﻬﺎ ﻛﻮﻗﻮﺩ ﺩﻓﻊ، ﻟﻜﻦ ﻋﻮﺿﺎً ﻋﻦ ﺫﻟﻚ ﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺀ ﻣﻦ ﺍﻷﻟﻮﺍﺡ ﺍﻟﺸﻤﺴﻴﺔ لتفكك ﺍﻟﻤﻴﺎﻩ ﺇﻟﻰ هيدﺭﻭﺟﻴﻦ ﻭﺃﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ﻭﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻣﻬﻤﺎ ﻛﻮﻗﻮﺩ، وﻋﻨﺪﻣﺎ ﻧﻌﻴﺪ ﺗﺠﻤﻴﻊ ﻫﺬﻳﻦ ﺍﻟﻐﺎﺯﻳﻦ ﻭنشعلهما سيحترقان أو ينفجران معطيين ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ أخذاها ﺧﻼﻝ ﻋﻤﻠﻴﺔ فصلهما، ويمكن ﺃﻥ ﻳﺴﺘﺨﺪﻡ احتراق الغازات هذا ﻟﺪﻓﻊ ﺍﻷﻗﻤﺎﺭ ﺍﻟﺼﻨﺎﻋﻴﺔ ﻟﻸﻣﺎﻡ، وزيادة سرعتها ﺃﻭ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻮﻗﻌﻬﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺪﺍﺭ ﺃﻳﺎً ﻛﺎﻥ ﺍﻟﻬﺪﻑ ﺍﻟﻤﺮﺟﻮ، ﻛﻮﻛﺐ ﺃﻭ ﻗﻤﺮ.
إن ﺍﻷﻟﻮﺍﺡ ﺍﻟﺸﻤﺴﻴﺔ ﺫﺍﺕ ﺍﻟﻤﻮﺛﻮﻗﻴﺔ ﺍﻟﻌﺎﻟﻴﺔ التي لا تحوي ﺃﺟﺰﺍﺀ ﻣﺘﺤﺮﻛﺔ ﻓﻴﻬﺎ، ﻣﻨﺎﺳﺒﺔ ﺑﺸﻜﻞ مثالي ﻟﻠﻌﻤﻞ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﺍﻧﻌﺪﺍﻡ ﺍﻟﺠﺎﺫﺑﻴﺔ ﻭﻓﻲ ﺍﻟﺒﻴﺌﺎﺕ ﺍﻟﻘﺎﺳﻴﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ، حيث تنتج ﺗﻴﺎﺭاً ﻣﻦ ضوء الشمس ﻭتسمح ﻟﻠﻘﻤﺮ ﺍﻟﺼﻨﺎﻋﻲ أن يشارك بفعالية ﻓﻲ مهمتها، أما بالنسبة للطاقة، فهي تخزن عادةً ﻓﻲ ﺍﻟﺒﻄﺎﺭﻳﺎﺕ، ﻟﻜﻦ ﻋﻠﻤﺎﺀ ﻛﻮﺭﻧﻴﻞ يريدون ﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻣﻬﺎ ﻟﺨﻠﻖ ﻣﺼﺪﺭ ﻭﻗﻮﺩﻫﻢ ﻋﻦ ﻃﺮﻳﻖ تفكيك ﺍﻟﻤﻴﺎﻩ ﻋﻠﻰ ﻣﺘﻦ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺔ.
ﺍﻟﺘﺤﻠﻴﻞ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﺍﻟﻔﻀﺎئي
تتضمن ﺍﻟﻌﻤﻠﻴﺔ ﺍﻟﻤﻘﺘﺮﺣﺔ -ﺍﻟﻤﻌﺮﻭﻓﺔ ﺑﺎﻟﺘﺤﻠﻴﻞ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ- إمرار ﺍﻟﺘﻴﺎﺭ ﺧﻼﻝ ﻋﻴﻨﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﻴﺎﻩ ﻋﺎﺩﺓ ﻣﺎ تحوي بعض الشوارد المنحلة، وﻫﺬﺍ ﻳﻔﺼﻞ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺇﻟﻰ ﺃﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ﻭهيدرﻭﺟﻴﻦ، ﺍﻟﺘﻲ تنطلق ﺑﺸﻜﻞ ﻣﻨﻔﺼﻞ من ﺍﻟﻘﻄﺒﻴﻦ.
أما ﻋﻠﻰ ﺍﻷﺭﺽ، ﻳﻤﻜﻦ بعد ذلك ﺃﻥ ﺗُﺴﺘﺨﺪﻡ ﺍﻟﺠﺎﺫﺑﻴﺔ ﻟﻔﺼﻞ ﺍﻟﻐﺎﺯين، ﺣﻴﺚ يمكن جمعهما ﻭﺍﺳﺘﺨﺪﺍمهما، أما ﻓﻲ ﺍلفضاء ذي الجاﺫﺑﻴﺔ المنعدمة حيث تطفو الأشياء بحرّية، يجب أن ﺗﺴﺘﺨﺪﻡ ﺍﻷﻗﻤﺎﺭ ﺍﻟﺼﻨﺎﻋﻴﺔ ﺍﻟﻘﻮﻯ ﺍلمثفلة الناتجة عن ﺍﻟﺪﻭﺭﺍﻥ ﻟﻔﺼﻞ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻐﺎﺯﺍﺕ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺤﻠﻮﻝ.
استخدم ﺍﻟﺘﺤﻠﻴﻞ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ من قبل، وذلك لتأمين إﻣﺪﺍﺩﺍﺕ ﺍﻷﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ﻟﺒﻌﺜﺎﺕ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ ﺍﻟﻤﺄﻫﻮﻟﺔ ﻣﻦ ﺩﻭﻥ ﺍﻟﺤﺎﺟﺔ ﻟﺨﺰﺍﻧﺎﺕ ﺍﻷﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ذات الضغط العالي، ﻋﻠﻰ ﺳﺒﻴﻞ ﺍﻟﻤﺜﺎﻝ، على متن ﻣﺤﻄﺔ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ ﺍﻟﺪﻭﻟﻴﺔ.
ﻟﻜﻦ ﺑﺪﻻً ﻣﻦ ﺇﺭﺳﺎﻝ ﺍﻟﻤﻴﺎﻩ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ ﻓﻲ ﺣﻤﻮﻻﺕ ﺛﻘﻴﻠﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺼﻮﺍﺭﻳﺦ، ﻳﻤﻜﻨﻨﺎ ﺍستخلاصها يوماً ما ﻣﻦ ﺍﻟﻘﻤﺮ ﺃﻭ ﺍﻟﻜﻮﻳﻜﺒﺎﺕ، وﺇﺫﺍ ﺛﺒﺖ ﻧﺠﺎﺡ ﺍﻟﻨﻬﺞ ﺍﻟﺠﺪﻳﺪ الذي يعتمد على استخدام كل من ﺍﻟﻬﻴﺪﺭﻭﺟﻴﻦ ﻭﺍﻷﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ﻛﻮﻗﻮﺩ ﻟﻠﻤﺮﻛﺒﺎﺕ ﺍﻟﻔﻀﺎﺋﻴﺔ، قد يكون لدينا عندها ﻣﺼﺪﺭ ﺟﺎﻫﺰ ﻣﻦ ﺍﻟﻮﻗﻮﺩ ﻳﻨﺘﻈﺮﻧﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ، ﻭﻫﺬﺍ ﻳﻌﻨﻲ ﺃن هذه العملية يمكن أن تحدد كيفية تزويد بضع مركبات فضائية -على الأقل- بالطاقة ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ.
ﻣﻦ ﺍﻷﻗﻤﺎﺭ ﺍﻟﺼﻨﺎﻋﻴﺔ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺴﻴﺎﺭﺍﺕ
ﻭﻛﻤﺎ ﻫﻮ ﺍﻟﺤﺎﻝ ﻓﻲ ﻛﺜﻴﺮ ﻣﻦ ﺍﻷﺣﻴﺎﻥ، فإن ﺍﻟﺘﻄﻮﺭﺍﺕ ﻓﻲ ﻣﺠﺎﻝ ﺗﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ تدفع ﺍﻟﻤﻔﺎﻫﻴﻢ ﺍﻟﺘﻲ ﻟﺪﻳﻬﺎ ﺍﻟﻘﺪﺭﺓ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺴﺎﻋﺪﺓ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﻐﻠﺐ ﻋﻠﻰ ﻣﺸﺎﻛﻞ ﻛﺒﻴﺮﺓ ﻟﻠﻄﺎﻗﺔ ﻫﻨﺎ ﻋﻠﻰ ﺍﻷﺭﺽ.
ﻣﻦ ﺍﻟﺼﻌﺐ ﺣﻘﺎً ﺗﺨﺰﻳﻦ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺀ، فبينما نضاعف ﺇﻣﺪﺍﺩﺍﺗﻨﺎ ﻣﻦ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺘﺠﺪﺩﺓ، ﻧﺤﺘﺎﺝ إلى تعديل ﺍﻟﻌﺮﺽ ﻭﺍﻟﻄﻠﺐ، إذ تمثل ﻣﺰﺍﺭﻉ ﺍﻟﺮﻳﺎﺡ ﻭﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺸﻤﺴﻴﺔ ﺃﺷﻜﺎلاً ﻏﻴﺮ ﻓﻌﺎﻟﺔ ﻟﻠﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺘﺠﺪﺩﺓ، ﻟﻴﺲ ﺑﺴﺒﺐ ﻣﺸﺎﻛﻞ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎ ﺍﻟﻤﻮﻟﺪﺓ، ﻟﻜﻦ بسبب عدم قدرتنا على ﻓﻌﻞ ﺃﻱ ﺷﻲﺀ ﻣﻔﻴﺪ باﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻧﻨﺘﺠﻬﺎ.
أما بالنسبة لشبكة ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺀ، فتعاني من ﺃﻭﻗﺎﺕ يكون فيها ﺍﻹﻧﺘﺎﺝ عالياً وﺍﻟﺤﺎﺟﺔ ﻟﻠﻄﺎﻗﺔ منخفضة، ما الحل؟ ﻛﻤﺎ ﻫﻮ ﺍﻟﺤﺎﻝ ﻓﻲ ﺍﻟﺪﻓﻊ ﺍﻟﻔﻀﺎﺋﻲ ﺍﻟﺨﺎﺭﺟﻲ، ﻳﻤﻜﻦ ﺃﻥ يتضمن اﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﻓﺎﺋﺾ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺀ ﻟﺘﻘﺴﻴﻢ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺇﻟﻰ ﻫﻴﺪﺭﻭﺟﻴﻦ ﻭﺃﻛﺴﺠﻴﻦ، ﻭﻫﺬﺍ يعطي منتجاً ﻳﻤﻜﻦ ﺗﺨﺰينه ونقله ﻋﻠﻰ ﺷﻜﻞ ﻭﻗﻮﺩ ﺍﻟﻬﻴﺪﺭﻭﺟﻴﻦ، وﻋﻨﺪ ﺍﻟﺤﺎﺟﺔ ﻟﻠﻄﺎﻗﺔ، ﻳﻤﻜﻦ ﺃﻥ نحصل عليها بإﻋﺎﺩﺓ ﻣﺰﺟﻪ ﻣﻊ ﺍﻷﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ﻣﻦ ﺍﻟﻐﻼﻑ ﺍﻟﺠﻮﻱ، وﻳﻤﻜﻦ ﺃﻥ يحدث ﻫﺬﺍ ﺇﻣﺎ ﻓﻲ ﺧﻠﻴﺔ ﻭﻗﻮﺩ ﻹﻧﺘﺎﺝ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺀ ﻣﺮﺓ ﺛﺎﻧﻴﺔ، ﺃﻭ عن ﻃﺮﻳﻖ ﺣﺮﻗﻬﺎ ﻓﻲ ﻣﺤﺮﻙ ﺍﺷﺘﻌﺎﻝ ﺃﻭ ﺟﻬﺎﺯ ﺣﺮﻕ ﻏﺎﺯ ﺍﻟﻬﺪﺭﻭﺟﻴﻦ.
إن ﺍﻟﺸﺮﻛﺔ ﺍﻟﻮﻳﻠﺰﻳﺔ Riversimple ﺍﻟﺒﺎﺩﺋﺔ ﺑﺎﻷﻣﺮ -ﺟﻨﺒﺎً ﺇﻟﻰ ﺟﻨﺐ ﻣﻊ ﺷﺮﻛﺎﺕ ﺻﻨﺎﻋﺔ ﺍﻟﺴﻴﺎﺭﺍﺕ ﺍﻟﻜﺒﺮﻯ ﺗﻮﻳﻮﺗﺎ ﻭﻓﻮﻟﻜﺲ ﻓﺎﺟﻦ- ﺗﻨﺘﺞ ﺑﺎﻟﻔﻌﻞ ﺳﻴﺎﺭﺍﺕ ﺗﻌﻤﻞ ﺑﺨﻼﻳﺎ ﻭﻗﻮﺩ ﺍﻟﻬﻴﺪﺭﻭﺟﻴﻦ. ﻟﺬﻟﻚ، ﺇﺫﺍ ﺃُﻧﺘﺞ ﺍﻟﻬﻴﺪﺭﻭﺟﻴﻦ ﻣﻦ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺸﻤﺴﻴﺔ بطريقة ﺃﻗﻤﺎﺭ ﻛﻮﺭﻧﻴﻞ ﺍﻟﺼﻨﺎﻋﻴﺔ نفسها، يمكن أن تصبح ﺗﻘﻨﻴﺔ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ ﻫﺬﻩ ﺟﺰﺀﺍً ﻣﻦ ﺣﻴﺎﺗﻚ ﺍﻟﻴﻮﻣﻴﺔ ﺃﺳﺮﻉ ﻣﻤﺎ ﺗﻌﺘﻘﺪ.
