كيف يمكن أن ابن حزم رحمه الله تحسين السفر إلى الفضاء

عندما بدأ سباق الفضاء في حقبة الحرب الباردة في الخمسينيات ، لم يفكر أحد حقًا في مشكلة القمامة المستقبلية. ولكن هناك الآن أكثر من 21000 قطعة من الحطام المداري في مدار الأرض ، بما في ذلك مجموعة متنامية في مدار متزامن مع الأرض حيث يوجد الكثير من الأقمار الصناعية القيمة ، وكذلك بالقرب من محطة الفضاء الدولية في مدار أرضي منخفض.

في عام 2009 ، كان هناك تصادم عرضي أدى إلى إخراج قمر صناعي للاتصالات والوضع يزداد سوءًا. حتى أن هناك لجنة مشتركة بين الوكالات لتنسيق الحطام الفضائي ، بمشاركة نشطة من عدد من البرامج الفضائية للدول بما في ذلك الولايات المتحدة والهند وألمانيا وروسيا وكوريا والصين.

الدكتور آرون بارنس ، قائد مجموعة الروبوتات في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، لديه حل. بنى فريقه نظام تثبيت يعمل على تنظيف أجسام الصواريخ المهملة والأقمار الصناعية غير العاملة. الجزء المثير للاهتمام؟ على غرار على أبو بريص (نعم ، الحيوان مع القدمين لزجة).

بدأ بارنس هذا البحث عندما وصل إلى ستانفورد لمدرسة الدراسات العليا. قال Parness لـ PCMag: "في البداية كنا نفكر في الروبوتات المتسلقة على الجدران ، لذلك كنت مهتمًا بمنحهم مزيدًا من التنقل المتقدم" "عندما التفتت إلى العالم الطبيعي بحثًا عن الإلهام. Geckos هي أفضل المتسلقين في العالم ، ويمكنهم تعليق وزن الجسم بالكامل من إصبع واحد. والطريقة التي يمكنهم بها القيام بذلك هي استخدام هذا الهيكل المجهر المدهش الذي يقف على أقدامهم: الكثير من الشعرات الصغيرة."

"لذلك بدأت في إجراء أبحاث حول إنشاء نسخ اصطناعية من هذه الشعرات وتطبيقها على روبوتاتنا لتمكين التسلق العمودي". "عندما وصلت إلى JPL ، بدأت أفكر في الجاذبية البالغة صفر الجاذبية ، والتي تعد مشكلة تسلق أكبر بكثير من مشكلة المشي. إذا كنت لا تشبث بالسطح ، تسقط - تطفو في الفضاء الخارجي".

هذه الشعرات الاصطناعية ، أو "سيقان" ، هي نسخة مبسطة من تلك الموجودة على أقدام زغة الواقع. إسفين على شكل مع غطاء مائل ، على شكل فطر (في الصورة أعلاه). عندما تمس لوحة التمسك برفق جزءًا من كائن ما ، فإن أطراف النص فقط هي التي تتلامس مع هذا السطح. يتم تشغيل الالتصاق وإيقاف تشغيله ، اعتمادًا على اتجاه الشعر في وقت واحد.

يتم تفسير الالتصاق المؤقت بواسطة قوى فان دير فالس (التي سميت باسم الفيزيائي الحائز على جائزة نوبل يوهانس ديديريك فان دير فالس) ، حيث الإلكترونات التي تدور حول نواة الذرات متباعدة بشكل متساوٍ ، مما يخلق شحنة كهربائية بسيطة ويولد القوة. يتم تطبيق القوة ، مما يزيد من مساحة الاتصال بين "سيقان" والسطح ، وتوفير قدر أكبر من الالتصاق. عندما تسترخي القوة ، تعود "سيقان" إلى وضع مستقيم ، ويتم إيقاف الالتصاق.

ستكون أداة القابض مفيدة للغاية عند إرفاقها بوحدات الروبوت كفاعلات نهائية (الأيدي) للمشاركة في فرق التعاون بين الإنسان / الروبوت في الفضاء.

"إن رواد الفضاء لديهم الكثير من القيود في البيئة التي يعملون فيها" ، أوضح بارنس. "لقد ضغطوا القفازات ، على سبيل المثال ، لذا فإن مهارتهم ليست كما يمكن أن تكون. لذا فإن الحصول على روبوتات لمساعدتهم على أن تكون فعالة أمر بالغ الأهمية. يمكن استخدام تقنية القابض لدينا بواسطة روبوت زحف يتحرك على طول المحطة الدولية للفضاء الدولي للقيام بعمليات تفتيش روتينية ، وتنظيف المهام ، وفحص المعدات ، بحيث لا يضطر الإنسان إلى الانطلاق والخروج إلى أن يجد الروبوت مشكلة خطيرة."

كل شيء يعمل بشكل جميل في الجاذبية صفر. تم اختبار القابضين بنجاح في JPL على أكثر من 30 مادة شائعة تستخدم على متن مركبة فضائية ، كما تم اختبارها داخل غرفة فراغ حرارية عند درجات حرارة تقل عن 76 درجة فهرنهايت لمحاكاة ظروف الفضاء. كما صعدوا في رحلة تجريبية عبر برنامج فرص الطيران التابع لمديرية مهمة تكنولوجيا الفضاء التابعة لناسا.

"لقد اختبرنا في طائرة الجاذبية الصغرى التابعة لوكالة ناسا ولم يرفضها أحد ، الأمر الذي كان مصدر ارتياح ، لأنه يتمتع بسمعة طيبة بسبب إعطائه دوار الحركة البشرية" ، قال ساخرًا. "قمنا بتجربة القابضون في العديد من سيناريوهات المهمة ، مثل جمع الحطام وعلى روبوت يتفقد قمرا صناعيا للصيانة. كان لدينا مكعب عائم يبلغ وزنه 10 كيلوجرامات مع أسطح منقوشة مختلفة شائعة الاستخدام على متن مركبة فضائية وتمكنا من الاستيلاء عليها ، واطلقها تمامًا كما يمكنك انتزاع قطعة من الأنقاض ، ثم اسحبها ، ثم حررها لتحترق عند دخول الغلاف الجوي للأرض. وكان الجزء الأصعب هو الحصول على الحطام العائم والمشغل في نفس المكان في نفس الوقت ، في هذه الحالة يكون الروبوت أفضل من الإنسان."

تحقق منها في العمل في الفيديو أدناه.