Published in: الفضاء

الأقمار الصناعية المُكعّبة

Author د. عبد الرحمن الدخيل

Published on: 23 يوليو، 2023

د. عبد الرحمن الدخيل

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

من الأمور البديهية عن (الأقمار الصناعية) هي كونها أجهزةٌ ضخمةٌ في الفضاء، إلا أنه في الواقع يوجد نوعٌ صغيرٌ من الأقمار الصناعية يمكن حمله بيدٍ واحدة، ويمتلك قدراتٍ تقنية هائلة، أطلق على هذه الأقمار (CubeSat) أو اسم الأقمار الصناعية المُكعّبة.

ما هي الأقمار الصناعية المُكعّبة CubeSat؟

هي أقمارٌ صناعيةٌ لها شكل المُكعّب، تتميز بصغر حجمها مقارنةً مع الأقمار الصناعية التقليدية، فهي أصغر منها بمئات المرات بالإضافة إلى كونها خفيفة الوزن لا يتجاوز وزنها 2 كيلو غرام بأبعاد (10x10x10 cm) للمكعّب الواحد. بدأت فكرة تطوير الأقمار الصغيرة في عام 1999م من قبل (Jordi Puig-Suari) أستاذ في جامعة California Polytechnic State University بالتعاون مع (Bob Twiggs) في جامعة Stanford University حيث استطاعا وضع المخططات الأولية للأقمار الصغيرة.

وذلك مع الأخذ بعين الاعتبار جميع العوامل الخارجية المؤثرة في الفضاء الخارجي من حرارةٍ، وحركةٍ، وأشعةٍ، وغيرها ليتمَّ في عام 2003 إطلاق أول مجموعة (CubeSat) ثم تبدأ بعدها سلسلةٌ من الإطلاقات الناجحة لهذه الأقمار ليصل عددها في الفضاء لما يفوق 1600 قمر. تختلف أحجام هذه المُكعّبات باختلاف الوحدات المُكوّنة لها، فهي تتكون عادةً من وحدتين مكعبتين متصلتين ببعضهما البعض أي أنها تكون بحجم 2U لكنها قد تكون بحجم 1U,2U,3U وصولاً حتى 12U (أي 12 مكعب صغير متصلة فيما بينها).

ما الذي يميز الأقمار الصناعية المُكعّبة عن الأقمار الصناعية التقليدية؟

على عكس الأقمار الصناعية التقليدية، فإن هذه الأقمار تكون عادةً مكونةً من أدواتٍ ومعادن بسيطة، ولا تحتاج لمهمّات إطلاقٍ خاصة إنما تُحمل على متن مهمّاتٍ فضائيةٍ أخرى ليتمَّ إطلاقها عند الاقتراب من المدار الهدف لهذه الأقمار، وعادةً ما يكون هذا المدار هو المدار الأرضي الأدنى (Low earth orbit) الذي يكون من السهل الوصول إليه بالإضافة إلى كونه منطقةً ممتازةً لدراسة الإشعاعات، والتي لا تصل إلى سطح الأرض. ^[1]

ما هي ميزات الأقمار الصناعية المُكعّبة Cubesat؟

تتميز بأنها صديقةٌ للبيئة أو صديقة للفضاء إن صحّ القول عكس الأقمار الصناعية التقليدية، والتي تشكّل كتلةً معدنيةً ضخمةً مهملةً تدور في الفضاء بعد انتهاء مهمّتها، حيث إن الأقمار الصغيرة يمكن التخلص منها بسهولة بدون أن تترك أي بقايا بعد انتهاء عملها، فهي تحترق وتتبخر بسرعة عند عودتها إلى داخل الغلاف الجوي، كما أنها لا تحتاج إلى ميزانيةٍ ماليةٍ ضخمة لإيصالها في الفضاء إلا أنه من الجدير بالذكر أن هذه الأقمار قصيرة العمر.

وعادةً لا يتجاوز عمرها بأفضل الأحوال السنة كما أنها ذات قدرات حوسبة بسيطة نسبياً الأمر الذي جعل أكثر استخدامها في المشاريع البسيطة غير الحكومية. ^[3]

ما هي الإنجازات التي تمّ تحقيقها بفضل CubeSat؟

يمكن تلخيص جميع هذه الإنجازات بأنه بفضل CubeSat أصبح الفضاء متوفراً للجميع، وأصبح من الممكن لأي شخص إجراء بحثه الصغير في الفضاء أو الحصول على صور لكوكب الأرض من الفضاء، وغيرها من الأمور التي كان من المستحيل الوصول إليها سابقاً دون القيام بمهمّاتٍ ضخمةٍ تصل تكاليفها إلى ملايين الدولارات.

كما أن نجاح فكرة صناعة (أقمار صغيرة) فتح المجال أمام تطوير أجهزةٍ مصغرةٍ أخرى رخيصةٍ لاستخدامها في الفضاء، وقد تمّ مؤخراً إطلاق الجوال المُكعّب CubeRover الذي حطّ على سطح القمر بنجاح، والمكوّن من مواد بسيطة، هذا الأمر قد يجعل الحصول على صورٍ لسطح القمر أو حتى المريخ وغيره من الكواكب أمراً ممكناً لأي شخص. ^[4]

ما هي المهمّات التي يمكن القيام بها باستخدام الأقمار الصناعية المُكعّبة CubeSat؟

تتخصص هذه الأنواع من الأقمار في المهمّات غير الرسمية بشكلٍ عام، فهي تتلخص في البحث العلمي الجامعي بالإضافة إلى استخدامها بشكلٍ واسعٍ في الشركات الخاصة، أي أن هذه الأقمار جعلت من فكرة الوصول إلى الفضاء أسهل من أي وقتٍ مضى لدرجة أنه يمكنك إرسال CubeSat الخاص بك إلى الفضاء، وذلك بالاعتماد على CSLI CubeSat launch initiative التابع لشركة ناسا أو ESA fly your satellite نظيره الأوروبي. ^[2]

يمكن لهذه الأقمار الصغيرة القيام بالعديد من المهمّات من التقاط صور الأرض إلى دراسة حركة الرياح الكونية بالإضافة لاستخدامها كمشاريع علمية جامعية، واستخدامها في المستقبل قد يصل إلى ما هو أبعد بكثير، فيمكن في المستقبل القريب إرسال عدد من هذه الأقمار إلى المريخ. بالإضافة إلى إمكانية إجراء تجارب علمية كاملة على متن هذه الأقمار، ويمكن الاعتماد عليها في مجال رصد الأرض وتوقُّعات الطقس، ببساطة استخدامات هذه الأقمار لا حصر لها، كما أنه من الممكن استخدام هذه الأقمار كتلسكوبٍ صغير الحجم، إلا أنه سيكون محدود القدرة لعدم وجود مساحةٍ كافيةٍ لوضع عدساتٍ كبيرة الحجم ضمنه. ^[3]