مجلة عالم التكنولوجيا
مجلة تكنولوجية شاملة

جهاز جديد لإنشاء جاذبية اصطناعية تحافظ على صحة رواد الفضاء

0 106

إن قضاء الوقت في الفضاء لفترة طويلة له آثار صحية سلبية في جسم الإنسان؛لذا يجب على رواد الفضاء الذين عادوا من محطة الفضاء الدولية العمل بجد لإعادة بناء عضلات أجسامهم التي فقدوها من وجودهم في بيئة لا وزن لها لفترة طويلة، كما أنهم يواجهون تأثيرات مثل فقدان كثافة العظام وانخفاض القدرة الهوائية.

يحاول رواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية محاربة هذا من خلال قضاء وقت يوميًا في ممارسة التمارين الرياضية، لكنهم لا يستطيعون فعل الكثير. وإذا أردنا الوصول إلى نقطة يعيش فيها البشر لفترات طويلة في الفضاء، فسوف نحتاج إلى شكل من أشكال الجاذبية الاصطناعية لجعل أماكن المعيشة تشبه كوكب الأرض قدر الإمكان.

من المحتمل أننا رأينا جميعًا أفلام الخيالالعلمي باستخدام سفن أو محطات فضائية تستخدم أقراص غزل ضخمة لصنع جاذبية اصطناعية من خلال قوى الطرد المركزي، ولكن هذا غير عملي في معظم الأحيان.

ويحاول الباحثون في جميع أنحاء العالم حل مشكلة الجاذبية الاصطناعية؛ بحيث عندما نبدأ في استعمار الفضاء في المستقبل، يكون لدينا كل التكنولوجيا الأساسية التي عملت عليها.

- تحويل الجاذبية الاصطناعية إلى حقيقة واقعية:

طور فريق من جامعة بولاية كولورادو في الولايات المتحدة، تقنية مثيرة للاهتمام إلى حد ما قد تساعد في حل المشكلة.

وبدلًا من جعل المحطة الفضائية بأكملها بيئة غنية بالجاذبية، توصل الباحثون إلى فكرة إنشاء قرون صغيرة “تنشط” الجاذبية للمسافرين في الفضاء، خلال بضع ساعات في كل مرة. وهذا يعني أن رواد الفضاء سيختبرون بشكل أساسي الجاذبية بنفس الطريقة التي يعاملون بها المنتجع الصحي، لبضع ساعات في اليوم؛ للحفاظ على أجسادهم متأقلمة.

إن الاقتراب من حل هذه المشكلة يمكن أن يفيد في حل العديد من المشاكل اللوجستية التي تعوق تطور سفن الجاذبية الاصطناعية المصممة حول قوى الطرد المركزي. بشكل أساسي، يجب أن تدور السفن وتكون دائرية الشكل تقريبًا.

واعتمد نهج الطرد المركزي على فهم أنه إذا أدرت جسمًا بسرعة كافية فإن قوى الطرد المركزي التي تعمل عليه يمكن أن تساوي التسارع بسبب الجاذبية، حوالي 9.81 م/ ثا^2 عند مستوى سطح البحر، ولكن المشكلة الأكبر هي أنه عندما تُصنع الجاذبية الاصطناعية بهذه الطريقة، فإنها تميل إلى جعل الناس مرضى.

- كيف يبدو جهاز الجاذبية الاصطناعية؟

أنشأ فريق كولورادو بشكل أساسي جهازًا يشبه طاولة الغزل، الذي يوفر منصة لأقدام رواد الفضاء للضغط ضدهم “محاكاة الأرضية”؛ من خلال وضع رؤوسهم على طول محور الدوران للجهاز، ويمكن لرواد الفضاء تقليل أي شعور بالدوخة قد ينتج عن الحركة المشوشة.

وتحدث الدوخة عندما ترسل الأعصاب الموجودة في أذنينا إشارات إلى دماغنا تتعارض مع الإشارات التي ترسلها حواسنا البصرية. قبل أن نبتعد كثيرًا في تفاصيل كيفية عمل جهاز الجاذبية الاصطناعية، ألق نظرة على الفيديو القصير أدناه لمشاهدة عرض عملي.

يستلقي مستخدم الجهاز على جانب واحد من جهاز يشبه السرير، مع ثقل موازن على الجانب الآخر لموازنة الدوران. يمكنك البدء في معرفة سبب السماح لجهاز بهذا الحجم لمصممي سفن الفضاء المستقبليين بالحصول على مزيد من الحرية في عملية التصميم، وبدلًا من الاضطرار إلى الذهاب مع تصميم حلقة الغزل، يمكنهم الذهاب مع تصميمات أكثر مرونة والسماح بغرف بدون وزن للحفاظ على لياقة الإنسان بينما تكون في حالة انعدام الجاذبية.

الجهاز عبارة عن جهاز طرد مركزي بحجم الإنسان، بينما يدفع التسارع الزاوي الناتج عن دوران الجهاز أقدام المستخدمين مقابل المنصة.

يبقى المستخدم موجهًا تمامًا إذا حافظ على رأسه في وضع يواجه الأمام، ومع ذلك، إذا كان يميل رأسه في أي نوع من الاتجاهات، فسوف يعاني على الفور من الدوار والدوخة.

وعلى الرغم من ذلك، يعتقد الطلاب أن هذا التأثير الجانبي للدوخة هو شيء يمكنهم حله.

- حل مشكلة الدوخة التي تأتي مع الجاذبية الاصطناعية:

وضع الباحثون سلسلة من الدراسات والاختبارات لتحديد ما إذا كان بإمكانهم مساعدة أجسامهم في بناء تحمل للإحساس بالجهاز.

إذا كنت تفكر في ذلك، فإن الفرضية تشبه -إلى حد ما- ما يمر به طيارو الطائرات المقاتلة في التدريب. إنهم يجلسون في الأجهزة التي تدورهم حولهم وتمارس قوى g الضخمة؛ من أجل تدريب أدمغتهم على التفسير الصحيح والعمل من خلال الإشارات التي تتلقاها أجسامهم.

لذا أخذ فريق البحث مجموعة من الأشخاص وعملوا من خلال خطط تدريب شخصية على الجهاز؛ حيث رفعوا سرعة دوران كل شخص ببطء. بعد حوالي 10 جلسات، ذكرت المجموعة أنها يمكن أن تدور بسرعة الدوران اللازمة للجاذبية الاصطناعية ولا تشعر بأي آثار جانبية، هذا الاختبار يظهر علامات مبكرة للنجاح.

وقال “تورين كلارك”؛ مهندس الطيران والباحث الرئيسي في المشروع، “بقدر ما يمكننا أن نقول، يمكن لأي شخص بشكل أساسي التكيف مع هذا التحفيز”.

في نهاية اليوم، يقدم المشروع إجابة واحدة عن السؤال حول كيفية إنشاء الجاذبية الاصطناعية في الفضاء، وبفضل هذا المشروع يبدو المستقبل مشرقًا بالنسبة للجاذبية الاصطناعية في الفضاء.

المصدر:Interestingengineering: Creating Artificial Gravity in Space to Explore Beyond our Moon
الرابط المختصر :

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.