يشهد قطاع استكشاف الفضاء تطورات ثورية قد تغير مستقبل الرحلات بين الكواكب. وفي خطوة علمية هامة، أعلن علماء روساتوم، الشركة الروسية للطاقة النووية، عن تطوير محرك صاروخي كهربائي بلازمي يمكنه تقليل مدة السفر إلى كوكب المريخ إلى شهر أو شهرين فقط، مقارنة بالصواريخ التقليدية التي تعتمد على الاحتراق الكيميائي وتستغرق حوالي 7 إلى 9 أشهر للوصول إلى الكوكب الأحمر.
كيف يعمل المحرك البلازمي الجديد؟
يعتمد هذا المحرك على مسرّع بلازمي مغناطيسي، حيث يتم تسريع الجسيمات المشحونة (الأيونات أو البلازما) بسرعات تصل إلى 100 كم/ثانية عبر مجال مغناطيسي قوي، ما يتيح إنتاج دفع أكثر كفاءة مقارنة بالصواريخ الكيميائية التقليدية.
يستخدم المحرك طاقة كهربائية تبلغ 300 كيلوواط، ويولد قوة دفع تبلغ 6 نيوتن. قد تبدو هذه القوة منخفضة مقارنة بالمحركات الصاروخية العادية، ولكن بفضل الكفاءة العالية والإطلاق التدريجي، يمكن للمركبة الفضائية أن تستمر في التسارع لفترات طويلة، مما يسمح لها بالوصول إلى سرعات كبيرة جدًا تُمكّنها من قطع المسافة إلى المريخ في وقت قياسي.
التقدم في الاختبارات والتوقعات المستقبلية
تم بالفعل بناء نموذج أولي من هذا المحرك، وخضع لاختبارات تشغيل تجاوزت 2,400 ساعة، وهي مدة كافية لتقييم أدائه في رحلة كاملة إلى المريخ. ويتوقع أن يكون المحرك جاهزًا للطيران بحلول عام 2030، إذا نجحت الاختبارات الإضافية وتم تأكيد موثوقية التقنية.
آلية الاستخدام في الرحلات الفضائية
1. سيتم إطلاق المركبة الفضائية أولًا باستخدام صواريخ كيميائية تقليدية للوصول إلى المدار.
2. بعد دخول المدار، سيتم تشغيل المحرك البلازمي ليبدأ في توفير الدفع المستمر، مما يسمح بزيادة السرعة تدريجيًا والوصول إلى المريخ في وقت قياسي.
الفوائد المحتملة لهذه التقنية
• تقليل مدة الرحلة: من 7-9 أشهر إلى شهر أو شهرين فقط.
• تقليل التعرض للإشعاع الكوني: الرحلات الطويلة تعرض رواد الفضاء لإشعاعات خطيرة، لذا فإن تقليص المدة يقلل من المخاطر الصحية.
• كفاءة عالية في استهلاك الوقود: محركات البلازما تحتاج وقودًا أقل مقارنة بالصواريخ الكيميائية، مما يسمح بتوفير المزيد من الحمولة العلمية والغذائية.
التحديات والتقنيات المنافسة
ورغم أن التقنية تبدو واعدة، إلا أن هناك بعض التحديات التي تحتاج إلى حل قبل اعتمادها في الرحلات المأهولة، مثل توفير مصدر طاقة مستدام وقوي لتشغيل المحرك لفترات طويلة في الفضاء العميق.
إلى جانب المحركات البلازمية، يتم تطوير تقنيات دفع أخرى، منها:
• محركات الدفع المائي: تعتمد على تسخين المياه إلى درجات حرارة عالية جدًا لتوليد الدفع.
• أشرعة الليزر الضوئية: تستخدم أشعة الليزر لتوليد قوة دفع عبر انعكاس الضوء، وهي تقنية لا تزال في مراحلها الأولية.
إذا نجحت روساتوم في إكمال هذا المشروع بنجاح، فقد نشهد تحولًا كبيرًا في استكشاف المريخ والفضاء السحيق. تقنية الدفع الكهربائي البلازمي قد تجعل السفر بين الكواكب أسرع وأكثر كفاءة، مما يفتح الأبواب أمام المهمات المأهولة إلى المريخ، وربما إلى وجهات أخرى مثل أقمار المشتري وزحل في المستقبل.
