ناسا تختبر محرك بلازما الليثيوم للمريخ وتسجل قوة قياسية

أجرت وكالة ناسا اختبارًا ناجحًا لدافع بلازما الليثيوم في مختبر الدفع النفاث التابع لها (JPL) في كاليفورنيا. وصلت هذه التكنولوجيا إلى مستويات طاقة تبلغ 120 كيلووات، وهو رقم قياسي جديد لأنظمة الدفع الكهربائي في الولايات المتحدة. يمثل هذا التقدم علامة بارزة في تطوير وسائل نقل أكثر كفاءة في الفضاء السحيق، مع إمكانية إحداث ثورة في البعثات المأهولة إلى المريخ.

تشير النتيجة التي توصل إليها اختبار الدفع الديناميكي المغناطيسي (MPD) إلى تغيير مهم في الطريقة التي سيتمكن بها البشر من السفر عبر النظام الشمسي. تعد هذه المبادرة جزءًا من جهود الوكالة المستمرة للبحث وتنفيذ حلول الدفع التي تقلل بشكل كبير أوقات العبور للسفر بين الكواكب. يعد الابتكار بجعل الاستكشافات المستقبلية أكثر سهولة وأسرع.

سجل تفاصيل الاختبار في مختبر الدفع النفاث (JPL).

التجربة المبتكرة، التي أجريت داخل غرفة الفراغ المتخصصة في مختبر الدفع النفاث، تحاكي الظروف القاسية للفضاء. تم تصميم هذه المنشأة خصيصًا للتعامل بأمان مع وقود البخار المعدني. لأول مرة منذ سنوات، أطلق محرك MPD الذي يعمل بالليثيوم قوة تفوق أي نظام دفع كهربائي يعمل حاليًا على متن مركبة فضائية أمريكية. النجاح هو نتيجة أشهر من التحضير.

يعمل النظام عن طريق تحويل بخار الليثيوم إلى بلازما متسارعة كهرومغناطيسيًا. يحدث هذا من خلال تفاعل التيارات الكهربائية المكثفة مع المجالات المغناطيسية القوية. وفي قلب المحرك، يتحمل قطب التنغستن درجات حرارة تتجاوز 2760 درجة مئوية. وظل متوهجًا لمدة خمس دورات إشعال متتالية، مما يدل على استقرار ملحوظ. قدم الاختبار بيانات مهمة للتحسين المستمر للنظام.

وسلط جاريد إسحاقمان، مدير وكالة ناسا، الضوء على أهمية هذا العمل الفذ. وقال إيزكمان: “في ناسا، نعمل على أشياء كثيرة في وقت واحد ولا نغفل عن المريخ”. “يُظهر الأداء الناجح للمحرك في هذا الاختبار تقدمًا حقيقيًا نحو إرسال رائد فضاء أمريكي ليضع قدمه على الكوكب الأحمر. هذه هي المرة الأولى في الولايات المتحدة التي يعمل فيها نظام دفع كهربائي بمستويات عالية من الطاقة، تصل إلى 120 كيلووات. سنواصل القيام باستثمارات استراتيجية من شأنها أن تدفع هذه القفزة الكبيرة التالية للأمام لاستكشاف الإنسان للفضاء.”

عقود من التنمية ودور الليثيوم

إن المفهوم الكامن وراء محركات MPD له تاريخ طويل، يعود تاريخه إلى الأبحاث التي بدأت في الستينيات. ومع ذلك، فإن الانتقال من النظرية إلى نظام الدفع الوظيفي يتطلب تقدمًا تدريجيًا على مدى عقود عديدة. على عكس أجهزة الدفع الكهربائية التقليدية، التي تستخدم المجالات الكهربائية لتسريع الأيونات، تستخدم محركات MPD كلا من التيارات الكهربائية والمجالات المغناطيسية لتوليد الدفع. يسمح هذا الأسلوب بتشغيل طاقة أعلى بكثير.

في مختبر الدفع النفاث، يعد هذا الاختبار الأخير تتويجًا لأكثر من عامين من التطوير المركز. تم تنفيذه في إطار برنامج الدفع النووي الفضائي التابع لناسا. كان التعاون مع جامعة برينستون ومركز جلين للأبحاث التابع لناسا ضروريًا لتحقيق التقدم. يعتبر المهندسون الليثيوم وقودًا دافعًا مثاليًا نظرًا لانخفاض طاقة التأين وخصائص البلازما الفعالة.

وأعرب جيمس بولك، أحد كبار الباحثين في مختبر الدفع النفاث، عن سعادته بالنتيجة. وقال بولك: “لقد كان تصميم وبناء هذه الدفاعات على مدى العامين الماضيين عملية طويلة بلغت ذروتها في هذا الاختبار الأول”. “إنها لحظة مهمة للغاية بالنسبة لنا، لأننا لم نثبت أن الوقود الدافع يعمل فحسب، بل وصلنا أيضًا إلى مستويات الطاقة التي حددناها كهدف. نحن نعلم أن لدينا منصة اختبار جيدة لبدء مواجهة تحديات توسيع الإنتاج.” ستكون البيانات التي تم جمعها أساسية لسلسلة جديدة من التجارب.

AMERICAN HEROES! 🇺🇸🚀

President Trump welcomes the incredible Artemis II astronauts to the Oval Office after their historic trip around the Moon, an epic moment for our nation! pic.twitter.com/cHLXFJ8KuR

Leia Também

ويجد العنصرة في لسان الملائكة تعبيراً حاراً عن الإيمان والنشوة الروحية

يقوم Valve بتأجيل Steam Machine بسبب نقص ذاكرة الوصول العشوائي؛ السيطرة تصل في مايو

ويشير أبراميت إلى أن النوم مسؤول عن 30% من حوادث المرور في البرازيل

— The White House (@WhiteHouse) April 29, 2026

• قطب التنغستن، الذي يتحمل درجات الحرارة القصوى
• غرفة مفرغة متخصصة تحاكي بيئة الفضاء
• بخار الليثيوم كمادة دافعة، معروف بكفاءته
• تفاعل التيارات الكهربائية الشديدة والمجالات المغناطيسية القوية
• مراقبة دقيقة والتحكم في جميع المعلمات.

إمكانية السفر المتسارع بين الكواكب

يلعب الدفع الكهربائي بالفعل دورًا أساسيًا في استكشاف الفضاء الحديث. على سبيل المثال، تستخدم بعثات مثل مركبة الفضاء Psyche التابعة لناسا، أجهزة دفع أيونية تعمل بالطاقة الشمسية، والتي توفر دفعًا مستمرًا، ولكن منخفضًا، لفترات طويلة. ويمكن لهذه الأنظمة أن تصل سرعتها إلى أكثر من 200 ألف كيلومتر في الساعة مع مرور الوقت. يعمل محرك MPD الذي يعمل بالليثيوم على تحسين هذا المفهوم بشكل كبير.

إنه يعمل بمستويات طاقة أعلى بكثير، مما يوفر قوة دفع أكبر وكفاءة فائقة في استهلاك الوقود. يمكن لهذا المزيج المبتكر أن يقلل بشكل كبير من وقت السفر المطلوب للبعثات المأهولة إلى وجهات بعيدة. علاوة على ذلك، تسمح هذه التقنية بتقليل الكتلة الإجمالية المطلوبة عند الإطلاق، مما يؤدي إلى تحسين موارد المهمة.

محركات بلازما الليثيوم قادرة أيضًا على التعامل مع مدخلات الطاقة في نطاق الميجاواط. هذه القدرة تجعلها متوافقة مع أنظمة الدفع الكهربائية النووية المستقبلية، وهو عنصر حاسم في استراتيجية ناسا طويلة المدى بشأن المريخ. ومن الناحية العملية، هذا يعني أن المركبة الفضائية ستكون قادرة على حمل حمولات أثقل واستيعاب أطقم أكبر. سوف يحافظون على سرعات عالية أثناء السفر بين الكواكب. التكنولوجيا تسد فجوة تكنولوجية مهمة.

الخطوات التالية والتحديات الهندسية

وعلى الرغم من نجاح الاختبار الأولي، لا تزال هناك تحديات هندسية كبيرة يتعين التغلب عليها. يعد هذا ضروريًا قبل أن تتمكن محركات MPD من دفع مهمة مأهولة إلى المريخ بشكل فعال. الهدف التالي لناسا هو توسيع نطاق النظام إلى نطاق طاقة يتراوح بين 500 كيلووات و1 ميجاوات لكل محرك. هذا المقياس ضروري للتطبيقات ذات الصلة في مهمات الفضاء السحيق.

قد تتطلب مهمة مأهولة كاملة إلى المريخ ما بين 2 إلى 4 ميجاوات من الطاقة الإجمالية. وهذا يعني أن الدافعات المتعددة تعمل بشكل مستمر لأكثر من 23000 ساعة. يؤدي الحفاظ على هذا الأداء لفترات طويلة إلى ظهور مشكلات معقدة تتعلق بمقاومة المواد. تنشأ التحديات أيضًا في الإدارة الحرارية واستقرار النظام بشكل عام. يجب أن تتحمل المكونات الحرارة الشديدة والقوى الكهرومغناطيسية دون أي تدهور.

يركز المهندسون بشكل خاص على ضمان تحمل الأقطاب الكهربائية والعناصر الهيكلية للدورات المتكررة دون حدوث أعطال خطيرة. ويتم تنسيق العمل من قبل مديرية مهام تكنولوجيا الفضاء التابعة لناسا، تحت قيادة مركز مارشال لرحلات الفضاء. يدمج هذا الجهد تطوير الدفع مع التقدم في توليد الطاقة النووية. والهدف هو تشكيل استراتيجية متماسكة لتمكين البعثات المأهولة إلى المريخ في العقود المقبلة.