أحد صفحات التقدم العلمي للنشر
تكنولوجيا

المراقبة من الستراتوسفير

تمثل هذه الطائرة الخفيفة الوزن التي تعمل بالطاقة الشمسية بديلاً للأقمار الاصطناعية العالية الارتفاع

هل كنت تعلم؟ يحلق الدرون PHASA-35 في طبقة الستراتوسفير بسرعة
نحو 57 ميلاً في الساعة.
بقلم: ‬إيلسا‭ ‬هارفي

عادة‭ ‬ما‭ ‬يلزم‭ ‬تزويد‭ ‬الطائرات‭ ‬المستخدمة‭ ‬في‭ ‬مهام‭ ‬المراقبة‭ ‬والاتصالات‭ ‬بالوقود‭ ‬الكافي‭ ‬قبل‭ ‬الإقلاع. ‬لكن PHASA‭-‬35‭‬ – وهو‭ ‬قمر‭ ‬اصطناعي‭ ‬زائف‭ ‬عالي‭ ‬الارتفاع‭ ‬High‭-‬altitude‭ ‬pseudo‭-‬satellite‭ ‬(HAPS)‭ ‬من‭ ‬إنتاج‭ ‬شركة‭ ‬بي‭ ‬إي‭ ‬إيه‭ ‬سيستمز‭ ‬للطيران BAE‭ ‬Systems‬ – لا‭ ‬يعتمد‭ ‬على‭ ‬وقود‭ ‬الطائرات. ‬فهو‭ ‬يعمل‭ ‬بالطاقة‭ ‬الشمسية‭ ‬ويشحن‭ ‬بطارياته‭ ‬خلال‭ ‬النهار‭ ‬أثناء‭ ‬الطيران،‭ ‬بحيث‭ ‬يمكنه‭ ‬الطيران‭ ‬دون‭ ‬توقف‭ ‬لعدة‭ ‬أشهر‭ ‬في‭ ‬المرة‭ ‬الواحدة. ‬ما‭ ‬يميز‭ ‬هذا‭ ‬القمر‭ ‬الاصطناعي‭ ‬الزائف‭ ‬عن‭ ‬الأقمار‭ ‬الاصطناعية‭ ‬والطائرات‭ ‬القياسية‭ ‬هو‭ ‬طبقة‭ ‬الغلاف‭ ‬الجوي‭ ‬للأرض‭ ‬التي‭ ‬يعمل‭ ‬فيها؛‭ ‬صمّم‭ ‬الدرون (الطائرة‭ ‬المُسيَّرة ‭‬PHASA‭-‬35) للتحليق‭ ‬في‭ ‬طبقة‭ ‬الستراتوسفير Stratosphere‬، على‭ ‬ارتفاع‭ ‬نحو‭ ‬12‭.‬4‭ ‬ميلاً‭ ‬فوق‭ ‬سطح‭ ‬الأرض،‭ ‬وليس‭ ‬طبقة‭ ‬التروبوسفير‭ ‬Troposphere‭ ‬التي‭ ‬تحلق‭ ‬فيها‭ ‬الطائرات‭ ‬التجارية‭ ‬على‭ ‬ارتفاع‭ ‬6‭ ‬إلى‭ ‬8‭ ‬أميال. ‬تدور‭ ‬الأقمار‭ ‬الاصطناعية‭ ‬في‭ ‬الطبقتين‭ ‬الخارجيتين‭ ‬للغلاف‭ ‬الجوي،‭ ‬وهما‭ ‬الغلاف‭ ‬الحراري ‬Thermosphere‭‬ والغلاف‭ ‬الخارجي Exosphere‬، على‭ ‬ارتفاع‭ ‬يصل‭ ‬إلى‭ ‬نحو‭ ‬50‭ ‬ميل‭.‬

أما‭ ‬الدرون ‬PHASA‭-‬35‬، فهو‭ ‬درون‭ ‬يشغّل‭ ‬عن‭ ‬بُعد‭ ‬من‭ ‬الأرض. ‬يمكن‭ ‬برمجة‭ ‬تحركاته‭ ‬مسبقاً،‭ ‬لكنه‭ ‬يعتمد‭ ‬على‭ ‬مراقبة‭ ‬الطقس‭ ‬الدقيقة‭ ‬عند‭ ‬الإطلاق. ‬وعلى‭ ‬عكس‭ ‬حمولة‭ ‬الأقمار‭ ‬الاصطناعية،‭ ‬يمكن‭ ‬استبدال‭ ‬الحمولة‭ ‬الموجودة‭ ‬على‭ ‬القمر‭ ‬الاصطناعي‭ ‬الزائف‭ ‬العالي‭ ‬الارتفاع‭ ‬في‭ ‬أي‭ ‬وقت،‭ ‬حيث‭ ‬يمكن‭ ‬إعادته‭ ‬إلى‭ ‬الأرض‭ ‬كقطعة‭ ‬واحدة‭ ‬في‭ ‬أي‭ ‬وقت. ‬لا‭ ‬يزيد‭ ‬وزنه‭ ‬على‭ ‬150‭ ‬كغم،‭ ‬وهو‭ ‬نفس‭ ‬وزن‭ ‬دراجة‭ ‬نارية‭ ‬عادية. ‬فقد‭ ‬كان‭ ‬من‭ ‬الضروري‭ ‬الحفاظ‭ ‬على‭ ‬وزن‭ ‬منخفض‭ ‬أثناء‭ ‬الإنتاج‭ ‬لأن‭ ‬طبقة‭ ‬الستراتوسفير‭ ‬ليست‭ ‬موقعاً‭ ‬سهلاً‭ ‬لإبقاء‭ ‬مركبة‭ ‬فضائية‭ ‬عالياً. ‬تقل‭ ‬كثافة‭ ‬الهواء‭ ‬على‭ ‬الارتفاعات‭ ‬الشاهقة،‭ ‬مما‭ ‬يقلل‭ ‬من‭ ‬الهواء‭ ‬المتاح‭ ‬لرفع‭ ‬الطائرة. ‬يعني‭ ‬هيكله‭ ‬”الأحادي“ ‬Monocoque‭‬ أن‭ ‬جميع‭ ‬المكونات‭ ‬متصلة‭ ‬بالطبقة‭ ‬الخارجية‭ ‬ومدعومة‭ ‬بها،‭ ‬أما‭ ‬المواد‭ ‬الخفيفة‭ ‬الوزن‭ ‬المستخدمة‭ ‬فهي‭ ‬مركب‭ ‬سري‭ ‬من‭ ‬ألياف‭ ‬الكربون‭.‬

هل كنتَ تعلم؟ PHASA هي اختصار ”طائرة شمسية مستمرة عالية الارتفاع“


ما‭ ‬استخداماته؟

تمكين الاتصالات
يمكن للأقمار الاصطناعية الزائفة أن تظل في موقع جغرافي ثابت. يجعلها هذا مفيدة في توفير اتصالات الهواتف النقالة والإنترنت، بما في ذلك شبكة الجيل الخامس 5G، في المناطق النائية.

الإغاثة‭ ‬في‭ ‬حالات‭ ‬الكوارث
يُتحكم‭ ‬في‭ ‬الدرون‭ ‬PHASA‭-‬35‭ ‬من‭ ‬الأرض‭ ‬ويمكن‭ ‬تشغيله‭ ‬لالتقاط‭ ‬صور‭  ‬جوية‭ ‬لمناطق‭ ‬الكوارث. ‬يزود‭  ‬هذا‭ ‬مسؤولي‭ ‬خدمات‭ ‬الطوارئ‭  ‬بصورة‭ ‬واضحة‭ ‬عن‭ ‬حجم‭  ‬الأحداث‭ ‬التي‭ ‬يتعاملون‭ ‬معها. ‬يمكّن‭ ‬الارتفاع‭ ‬المنخفض‭  ‬للدرون‭ ‬PHASA‭-‬35‭ ‬من‭  ‬التقاط‭ ‬صور‭ ‬تظهر‭  ‬تفاصيل‭ ‬أكثر‭ ‬من‭ ‬تلك‭ ‬التي‭ ‬تحصل‭ ‬عليها‭ ‬الأقمار‭ ‬الاصطناعية‭ ‬التقليدية‭.‬

عين‭ ‬بيئية
يمكن‭ ‬للكاميرات‭ ‬والمجسات‭ ‬المحمولة‭  ‬كحمولات‭ ‬على‭ ‬الأقمار‭  ‬الاصطناعية‭ ‬الزائفة‭ ‬أن‭ ‬توفر‭ ‬صوراً‭ ‬جوية‭  ‬لمراقبة‭ ‬الأرض،‭ ‬إضافة‭  ‬إلى‭ ‬تسجيل‭ ‬البيانات‭  ‬البيئية‭ ‬حول‭ ‬درجة‭  ‬الحرارة‭ ‬وسرعة‭ ‬الرياح‭  ‬وبخار‭ ‬الماء‭.‬

المراقبة‭ ‬العسكرية
تمنح‭ ‬الأقمار‭ ‬الاصطناعية‭ ‬الزائفة‭ ‬العالية‭ ‬الارتفاع‭  ‬الجيوش‭ ‬مزيداً‭ ‬من‭ ‬السيطرة‭ ‬على‭ ‬المناطق‭  ‬التي‭ ‬تراقبها،‭ ‬حيث‭ ‬يمكن‭  ‬التحكم‭ ‬في‭ ‬مواقعها‭ ‬بسهولة‭ ‬أكبر‭ ‬من‭ ‬الأقمار‭  ‬الاصطناعية‭ ‬القياسية. ‬ويمكن‭ ‬للحمولات‭ ‬الرادارية‭ ‬والأشعة‭ ‬تحت‭  ‬الحمراء‭ ‬والبصرية‭ ‬تتبع‭ ‬حركة‭ ‬الأعداء‭.‬

أمن‭ ‬الحدود
تعني‭ ‬المراقبة‭ ‬في‭ ‬الزمن‭ ‬الفعلي‭ ‬أن‭ ‬درونات‭ ‬مثل‭ ‬PHASA‭-‬35‭ ‬يمكنها‭  ‬تنبيه‭ ‬ضباط‭ ‬مراقبة‭ ‬الحدود‭ ‬بعمليات‭ ‬عبور‭  ‬الحدود‭ ‬غير‭ ‬المصرح‭ ‬بها،‭ ‬مما‭ ‬يمكن‭ ‬السلطات‭ ‬من‭ ‬الاستجابة‭ ‬بسرعة‭.‬


تولّد اللوحة الشمسية المثبتة على قمر اصطناعي في المدار ضعف الطاقة التي تولدها اللوحة الشمسية على الأرض

الأقمار‭ ‬الاصطناعية‭ ‬الزائفة‭ ‬العالية‭ ‬الارتفاع‭ ‬مقابل‭ ‬الأقمار‭ ‬الاصطناعية

مثل‭ ‬الدرون،‭ ‬يمكن‭ ‬لأنظمة‭ ‬الأقمار‭ ‬الاصطناعية‭ ‬الزائفة‭ ‬العالية‭ ‬الارتفاع‭ ‬أن‭ ‬تحوم‭ ‬فوق‭ ‬موضع‭ ‬واحد،‭ ‬لذا‭ ‬فإن‭ ‬كل‭ ‬مهمة‭ ‬تطلق‭ ‬فيها‭ ‬أقمار‭ ‬اصطناعية‭ ‬زائفة‭ ‬مثل‭ ‬الدرون ‬PHASA‭-‬35‭‬ يمكن‭ ‬أن‭ ‬تكون‭ ‬أكثر‭ ‬تحديداً‭ ‬للموقع. ‬ويطلق‭ ‬معظم‭ ‬الأقمار‭ ‬الاصطناعية‭ ‬في‭ ‬مدار‭ ‬متوقع‭ ‬وتغطي‭ ‬عموماً‭ ‬واحدة‭ ‬من‭ ‬ثلاث‭ ‬مناطق‭ ‬مدارية: ‬مدار‭ ‬أرضي‭ ‬منخفض ‬Low‭-‬Earth‭ ‬orbit‬، ومدار‭ ‬أرضي‭ ‬متوسط Medium‭-‬Earth‭ ‬orbit‬، ومدار‭ ‬متزامن‭ ‬مع‭ ‬الأرض ‬Geosynchronous‭ ‬orbit‭‬. يتحدد‭ ‬ذلك‭ ‬وفقاً‭ ‬لدوران‭ ‬الأرض؛‭ ‬فالأقمار‭ ‬الاصطناعية‭ ‬تستمر‭ ‬بالدوران‭ ‬حول‭ ‬الأرض‭ ‬حتى‭ ‬تُسحب‭ ‬قريباً‭ ‬من‭ ‬الكوكب‭ ‬بفعل‭ ‬الجاذبية. ‬وفي‭ ‬نهاية‭ ‬المطاف،‭ ‬تدخل‭ ‬الغلاف‭ ‬الجوي‭ ‬وتحترق. ‬يتمتع‭ ‬المشغلون‭ ‬بقدر‭ ‬أكبر‭ ‬من‭ ‬التحكم‭ ‬في‭ ‬الأقمار‭ ‬الاصطناعية‭ ‬الزائفة‭ ‬العالية‭ ‬الارتفاع‭ ‬لأنهم‭ ‬يستطيعون‭ ‬توجيه‭ ‬الطائرة‭ ‬لإعادتها‭ ‬إلى‭ ‬الأرض‭ ‬وتغيير‭ ‬أجهزتها‭ ‬وإرسالها‭ ‬في‭ ‬مهمة‭ ‬جديدة‭.‬

يكمن‭ ‬الاختلاف‭ ‬الرئيسي‭ ‬في‭ ‬ارتفاع‭ ‬التشغيل. ‬ففي‭ ‬حين‭ ‬تحلق‭ ‬الأقمار‭ ‬الاصطناعية‭ ‬الزائفة‭ ‬العالية‭ ‬الارتفاع‭ ‬على‭ ‬ارتفاع‭ ‬نحو‭ ‬12‭.‬4‭ ‬ميلاً‭ ‬فوق‭ ‬الأرض،‭ ‬فإن‭ ‬معظم‭ ‬الأقمار‭ ‬الاصطناعية‭ ‬التي‭ ‬تدور‭ ‬حول‭ ‬الأرض‭ ‬تقع‭ ‬على‭ ‬بُعد‭ ‬يتراوح ‬بين 100‭‬ و1,243‭ ‬ميلاً‭.‬

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى