عمون - حقق فريق بحثي من جامعة إلينوي أوربانا شامبين، تقدماً ملحوظاً في مجال الدفع الفضائي، حيث ابتكروا نظام دفع جديداً، يجمع بين أفضل ما في نظامي الدفع الكيميائي والكهربائي.

وهذا النظام المبتكر، المنشور في مجلة «آكتا آستروتيكا»، والذي يُطلق عليه «الدفع متعدد الأوضاع»، يهدف إلى تحسين كفاءة ومرونة المركبات الفضائية، خاصة في مهام استكشاف القمر.

بدلاً من استخدام نظامي دفع منفصلين، يعتمد النظام الجديد على وقود واحد يمكن استخدامه بطريقتين مختلفتين: الدفع الكيميائي الذي يوفر قوة دفع عالية وسريعة للمناورات الكبيرة، والدفع الكهربائي الذي يوفر قوة دفع منخفضة لكنه أكثر دقة للمناورات الصغيرة والتحكم الدقيق في مسار المركبة.

وقد تم اختبار هذا النظام بنجاح عبر أربعة سيناريوهات لمهام فضائية قمرية قدّمتها ناسا للفريق البحثي، حيث تم استخدام قمر صناعي من نوع CubeSat مكون من 12 وحدة لتنفيذ المهام المختلفة.

وقال برايان كلاين، طالب الدكتوراه في هندسة الطيران والفضاء: "لقد أثبتنا لأول مرة فعالية الدفع متعدد الأوضاع في مهام ناسا المتعلقة بالقمر، خاصة باستخدام CubeSats".

وأوضح أن هذه الدراسة هي أول تحليل شامل ودقيق لتصميم مهمات متعددة الأوضاع خاصة بمهمات ناسا القمرية، مشيراً إلى أن هذا النظام يوفر توفيرًا كبيرًا في الكتلة الجافة للمركبة الفضائية، حيث يعتمد على خزان وقود واحد، مما يقلل من حجم ووزن المركبة.

وأضاف كلاين أن نظام الدفع متعدد الأوضاع يتميز بمرونته وقدرته على التكيف، حيث يتيح اختيار وضع الدفع الكيميائي للوصول السريع، واستخدام الدفع الكهربائي للمناورات الدقيقة.

وأكد أن هذه الخيارات المتعددة تساهم في تقليل استهلاك الوقود وتقليل الوقت اللازم لإتمام الأهداف.

بعد إكمال مهام المشروع يدويًا، طوّر كلاين خوارزمية للتحكم التلقائي تعمل على اختيار الأوقات المثلى لاستخدام كل وضع من أوضاع الدفع.

وذكر أن هذه التقنية تعتمد على حسابات رياضية دقيقة تضمن مسارًا مثاليًا للمركبة الفضائية، مما يسمح بتحقيق أهداف مثل تقليل استهلاك الوقود أو تقليص مدة الانتقال.

وأضاف كلاين: "يعد الدفع متعدد الأوضاع تكنولوجيا ناشئة توفر إمكانيات جديدة لمهام فضائية لا يمكن تنفيذها بأنظمة الدفع التقليدية.

وتتيح مرونته تنفيذ مهام بقدرة عالية على التكيف والتأقلم مع متطلبات المهمة".

"البيان"