شاهد هذه النجوم البحرية قبل أن تختفي
ADVERTISEMENT

نجوم البحر، أو نجمات البحر، هي مخلوقات رائعة، لكن الأدلة الحالية تشير إلى مستقبل قاتم. وقد لوحظ انخفاض كبير في أعداد نجمات البحر عبر عدة محيطات خلال العقود القليلة الماضية. تعزى هذه الانخفاضات بشكل رئيسي إلى تدمير المواطن الطبيعية، والتلوث، والتهديدات المتزايدة بفعل تغير المناخ.

ADVERTISEMENT
Unsplash

يبدأ تقريرنا بفحص أكثر الأنواع والمناطق تعرضًا للخطر. ومن بين الأكثر تضرراً هو نوع "Pisaster ochraceus" على طول الساحل الهادئ، المعروف بدوره الحيوي في النظم البيئية البحرية. أشارت التقارير إلى انخفاضات تصل إلى 80٪ في بعض المناطق خلال فترة لا تتجاوز خمس سنوات. وفي الوقت نفسه، أبلغت الشعاب المرجانية في مدار السرطان عن اتجاهات مقلقة مماثلة - المواطن التي كانت مليئة ذات يوم بحياة نجمات البحر أصبحت الآن تقدم مشاهدات نادرة. هذا الانخفاض الحاد يعمل كمؤشر إنذار لاضطرابات بيئية أوسع.

ADVERTISEMENT

العوامل الرئيسية للانخفاض

يقوم التقرير بتصنيف هذه التهديدات إلى ثلاثة عوامل رئيسية: تدمير المواطن، التلوث، وتغير المناخ. يؤدي اضطراب المواطن من خلال التنمية الساحلية والممارسات الصيد الجائرة، مثل الصيد الجارف القاعي، إلى تدهور كبير في البيئات التي تعيش فيها نجمات البحر. مستوى الأدلة: قوي، نظرًا لمعدلات فقدان المواطن الموثقة وأحداث انقراض الأنواع المحلية.

صورة بواسطة ناجا بيرتولت جنسن على Unsplash

يشكل التلوث، لا سيما من الجريان الكيميائي والبلاستيك، ضغوطًا لا يمكن تصورها على بقاء هذه الكائنات. يرتبط إدخال الملوثات في البيئات البحرية مباشرة بالتقرحات وغيرها من التشوهات الصحية في مجموعات نجمات البحر. مستوى الأدلة: معتدل، في انتظار مزيد من الدراسة لربط ملوثات معينة بتفشي الأمراض.

يُسرع تغير المناخ هذه القضايا بزيادة درجات حرارة المحيطات وارتفاع الحموضة. تؤدي هذه التغييرات إلى تفاقم انتشار متلازمة فقدان نجمات البحر - وهو مرض يسبب فقدان سريع للأنسجة والموت في نهاية المطاف. تشير دراسات المراقبة من 2014 إلى 2023 إلى أنماط ارتفاع درجة الحرارة المتسقة التي تتوافق مع ارتفاع حالات المرض. مستوى الأدلة: قوي، نظرًا لبيانات درجات الحرارة التاريخية وتفشي المرض.

ADVERTISEMENT

دراسة حالة: حدث 2013

تأمل في تفشي متلازمة فقدان نجمات البحر عام 2013 على طول السواحل الغربية لأمريكا الشمالية. في غضون أشهر، انخفضت المجموعات الصحية بأكثر من 50٪، وزادت الوفيات بشكل حاد مع كل درجة ارتفاع في درجة الحرارة. تم اكتشاف العلامات الأولية في يونيو، حيث أدت التقرحات بسرعة إلى تفكك الأطراف. هذا الحدث المأساوي وضح الارتباط الوثيق بين الضغوط المدفوعة بتغير المناخ والصحة الفورية لمجموعات نجمات البحر.

نقاط التعافي والشكوك

على الرغم من الانخفاض الواسع، تظهر بعض نقاط التعافي. تظهر بعض الأنواع، مثل "Patiria miniata" القوية، قدرة على التكيف في المواطن الدقيقة المحددة، مما يُظهر فترات تعافي متقطعة. ومع ذلك، هذه استثناءات وليست دليلاً على انعكاس واسع في الاتجاه. مستوى الأدلة: ضعيف، حيث أن هذه حالات التعافي منعزلة وهشة.

ADVERTISEMENT

تظل الشكوك قائمة، خاصة فيما يتعلق بأنماط المناخ المستقبلية وتأثيراتها الإقليمية غير المتساوية. نقص البيانات الشاملة في بعض المناطق، مثل المحيط الأطلسي الجنوبي، يجعل توقعات التعافي المحتملة مضاربة في أفضل الأحوال.

ما الذي يمكننا فعله بعد ذلك

يجب أن تركز الخطوات القابلة للتنفيذ على الربط بين الاستفسار العلمي والممارسات المحافظة. يشمل ذلك برامج مراقبة محسنة لمتابعة كل من المجموعات الصحية والمصابة في الوقت الفعلي ودعم المناطق البحرية المحمية التي تفرض قيودًا على الأنشطة الضارة. يمكن لمشاركة الجمهور في المبادرات العلمية الميدانية تعزيز جهود جمع البيانات، وتوفير الدقة اللازمة في المناطق الممثلة علمياً بشكل غير كافٍ.

علاوة على ذلك، دعم السياسات المناخية التي تهدف إلى خفض الانبعاثات والتخفيف من ارتفاع حرارة المحيطات هو أمر حاسم. هذه الجهود يمكن أن تساعد في استقرار البيئات، مما يوفر فرصة حقيقية لتعافي مجموعات نجمات البحر والازدهار. كل إجراء، قائم على الأدلة، يقدم مسارات ملموسة لتخفيف الانقراض الوشيك لهذه الكائنات البحرية الحيوية.

ADVERTISEMENT

بينما نواصل التقييم والمراقبة والتفاعل مع هذه الاتجاهات المثيرة للقلق، سيركز تقريرنا القادم على مؤشرات رئيسية مثل معدلات تكرار الأمراض ونجاح توظيف نجمات البحر اليافعة خلال الأشهر الـ 12 إلى 24 القادمة. ستوجه هذه البيانات الحاسمة إجراءاتنا، بينما نسعى لضمان ألا تصبح هذه الكائنات السحرية بقايا من الماضي، بل تبقى مشاركين أحياء في نظمنا المحيطية المعقدة والمتصلة.

ADVERTISEMENT
هل خفضت مصادر الطاقة المتجددة أسعار الكهرباء؟
ADVERTISEMENT

أثارت أهداف المناخ العالمية، وارتفاع الطلب على الكهرباء، والانخفاض السريع في تكاليف مصادر الطاقة المتجددة سؤالاً جوهرياً: هل خفضت مصادر الطاقة المتجددة أسعار الكهرباء؟ للإجابة على هذا السؤال، تستعرض هذه المقالة الطلب العالمي على الطاقة، وأنماط الإنتاج، وتصنيفات التكلفة، وديناميكيات النشر، وآثارها الاقتصادية - وتُختَتم بتحليل لتأثيرات الأسعار والتوقعات المستقبلية.

ADVERTISEMENT
الصورة على nationalgrid

الطاقة المُتجددة: طاقة الرياح والطاقة الشمسية

1. الطلب العالمي على الطاقة واحتياجاتها.

• اعتباراً من عام 2023، كان إجمالي الطلب العالمي على الطاقة الأولية لا يزال في ارتفاع، ومن المتوقع أن يتضاعف الطلب على الكهرباء بحلول عام 2050 وفقاً لتقرير توقعات الطاقة العالمية 2024 الصادر عن وكالة الطاقة الدولية.

وفقاً للمراجعة الإحصائية، بينما ولّدت مصادر الطاقة المتجددة حوالي ثلث إمدادات الكهرباء العالمية في عام 2024، إلا أنها لم تُلبِّ سوى حوالي 8% من إجمالي الطلب العالمي على الطاقة، والذي يهيمن عليه الوقود الأحفوري.

ADVERTISEMENT
الصورة على enerdata

استهلاك الطاقة في العالم

يتركز نمو الطلب في منطقة آسيا والمحيط الهادئ - وخاصة الصين والهند - حيث تُمثل حوالي 65% من احتياجات الطاقة الإضافية.

الصورة بواسطة Efbrazil على wikipedia

استهلاك الطاقة العالمي، المقاسة في exajoules سنوياً: لا يزال الفحم والنفط والغاز الطبيعي مصادر الطاقة العالمية الأولية حتى مع بدء الطاقة المتجددة بسرعة

2. التوزيع العالمي للطلب على الطاقة.

تتصدر مناطق مثل منطقة آسيا والمحيط الهادئ نمو الطلب (حوالي 5-6% سنوياً)، بينما تُظهِر أمريكا الشمالية وأوروبا زيادات أبطأ (أقل من 1%).

الصورة على enerdata

تطور إنتاج الطاقة في مناطق العالم

تُمثل المناطق الأكثر استهلاكاً للكهرباء - الصين والولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي - حوالي 75%من إجمالي الطلب العالمي على الكهرباء.

3. سيناريو إنتاج الطاقة عالمياً.

ADVERTISEMENT

• تجاوز إنتاج الكهرباء العالمي حوالي 12600 تيراواط/ساعة من الطاقة منخفضة الكربون في عام 2024، متجاوزاً بذلك حصة 40% لأول مرة، حيث ساهمت مصادر الطاقة المتجددة بإضافة قياسية بلغت 858 تيراواط/ساعة.

• تتوقع إدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA) زيادة سعة الكهرباء العالمية بنسبة 55- 108% بحلول عام 2050، حيث تُشكل مصادر الطاقة المتجددة والطاقة النووية ما بين 81- 95% من السعة الجديدة.

4. مصادر الطاقة وتوزيعها.

• في عام 2024، بلغت نسبة توليد الكهرباء منخفضة الكربون 40.9% (14.3% من الطاقة الكهرومائية، 9.0% من الطاقة النووية، 8.1% من طاقة الرياح، 6.9% من الطاقة الشمسية).

قامت الصين بتركيب أكثر من 373 غيغاواط من مصادر الطاقة المتجددة الجديدة في عام 2024، ليصل إجمالي إنتاجها إلى حوالي 1878 غيغاواط، وتهدف إلى أن يكون 80% من مزيج طاقتها من مصادر غير أحفورية بحلول عام 2060.

ADVERTISEMENT
الصورة على enerdata

توزع نسبة مصادر الطاقة

5. مشاكل وقضايا الطاقة (على المدى القريب والبعيد).

• لا تزال هناك قضيتان أساسيتان: استمرار هيمنة الوقود الأحفوري (بنسبة 70- 80%)، وفقر الطاقة الذي يؤثر على مئات الملايين.

• على المدى القريب: صدمات العرض، وعدم استقرار الشبكة، وتكاليف الانتقال.

على المدى البعيد: تغير المناخ، وتلوث الهواء، وارتفاع أسعار الوقود الأحفوري، واحتكار البنية التحتية.

6. الطاقة المتجددة: المصادر والتوزيع.

• تشمل مصادر الطاقة المتجددة الطاقة الكهرومائية، وطاقة الرياح (البرية/البحرية)، والطاقة الشمسية الكهروضوئية، والكتلة الحيوية، والطاقة الحرارية الأرضية. ظلت الطاقة الكهرومائية هي الأكبر، لكن الطاقة الشمسية وطاقة الرياح أضافتا معظم السعة الجديدة في عام 2024.

• تضاعفت الطاقة الشمسية خلال السنوات الثلاث الماضية، متجاوزةً 2000 تيراواط/ساعة من التوليد، مسجلةً نمواً قياسياً - لا سيما في الصين (حوالي 53% من إجمالي الطرح).

ADVERTISEMENT

• بحلول عام 2030، من المتوقع أن يتجاوز توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية الطاقة الكهرومائية، وكذلك طاقة الرياح بحلول عام 2030؛ ومن المتوقع أن يتضاعف إجمالي توليد الطاقة المتجددة تقريباً بحلول نهاية العقد: حوالي 17000 تيراواط/ساعة.

الصورة على umweltbundesamt

مصادر الطاقة المُتجددة

7. ترتيب سعة مصادر الطاقة المتجددة.

• رواد السعة المركبة: الطاقة الكهرومائية (أكبر قاعدة تاريخية)، تليها طاقة الرياح والطاقة الشمسية. اعتباراً من عام 2024، تجاوزت السعة العالمية للطاقة الشمسية 2تيراواط/ساعة، كما تتسارع طاقة الرياح.

8. تصنيف تكلفة أساليب الطاقة المتجددة.

• تتفاوت تقديرات التكلفة الموحدة: وصلت الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقلة إلى أدنى مستوياتها عند حوالي ١٥ دولاراً أمريكياً/ميغاواط ساعة (على سبيل المثال، مناقصة قطر).

ADVERTISEMENT

• طاقة الرياح البرية حوالي 80دولاراً أمريكياً/ميغاواط ساعة، وطاقة الطاقة المتجددة المُثبتة (مع تكامل/تخزين الشبكة) حوالي 116 دولاراً أمريكياً/ميغاواط ساعة في أستراليا عام 2025، ولكن قد يكون الفحم أرخص مؤقتاً (حوالي 111دولاراً أمريكياً/ميغاواط ساعة) - على الرغم من أن التوقعات تُظهر انخفاضًا في أسعار الطاقة المتجددة المُثبتة إلى حوالي 76 دولاراً أمريكياً/ميغاواط ساعة بحلول عام 2030.

• انخفاض الأسعار منذ عام ٢٠٠٠: انخفضت طاقة الرياح البرية حوالي 68%، والطاقة البحرية حوالي 60%، والطاقة الشمسية المركزة حوالي 68%، والكتلة الحيوية حوالي 14%.

9. المنافسة بين تقنيات الطاقة المتجددة.

• شهدت الطاقة الشمسية الكهروضوئية أسرع انخفاض في التكلفة ونمو في السعة - وهي طاقة معيارية، وقابلة للتوسع، وتكلفة وقود صفرية. وتستمر طاقة الرياح بقوة حيثما تتوفر موارد الرياح. أما الطاقة الكهرومائية، فهي ناضجة، لكن توسّعها محدود. وتلعب الكتلة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية أدواراً متخصصة. ويتزايد أهمية تكامل التخزين والبطاريات.

ADVERTISEMENT

10. التطبيقات المناسبة للطاقة المتجددة حسب التكنولوجيا.

• الطاقة الشمسية الكهروضوئية: الخيار الأمثل للمناطق اللامركزية الغنية بأشعة الشمس، وللمنشآت على أسطح المنازل.

• طاقة الرياح البرية: مناسبة لمناطق موارد الرياح البرية، والمزارع واسعة النطاق.

• طاقة الرياح البحرية: تكلفة عالية وكثافة عالية، ومناسبة للدول الساحلية.

• الطاقة الكهرومائية: مثالية للحمل الأساسي وموازنة الطاقة حيثما تسمح الظروف الجغرافية.

• الكتلة الحيوية/الطاقة الحرارية الأرضية: على نطاق أصغر، توليد الطاقة من مصادر ثابتة، صناعي، أو اقتران حراري.

11. هل تُعدّ مصادر الطاقة المتجددة بديلاً أم رافداً؟

• تُصبح مصادر الطاقة المتجددة بديلاً متزايداً للوقود الأحفوري في توليد الكهرباء. في سيناريوهات بديلة لتحقيق "صافي انبعاثات صفري بحلول عام 2025"، يمكن أن تُوفّر مصادر الطاقة المتجددة ما يقرب من 100% من الكهرباء بحلول عام 2050.

ADVERTISEMENT

• في الوقت الحالي، تُكمّل كلٌّ منهما الأخرى، وتحتاج إلى مصادر تخزين ومصادر قابلة للتوزيع لضمان الموثوقية.

12. لماذا تُعدّ الطاقة المتجددة ضرورية في عصر الطاقة الجديد؟

• تُقلّل الطاقة النظيفة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتُحسّن جودة الهواء.

• تُوفّر مصادر الطاقة المتجددة أمناً للطاقة - اعتماداً أقل على الوقود الأحفوري المحدود وأسواق الوقود المتقلبة.

• تُدعِّم النمو الاقتصادي: خلق فرص عمل، وانخفاض تكاليف توليد الطاقة، وبنية تحتية قابلة للتطوير.

13. القيود والحدود لمصادر الطاقة المتجددة.

• التقطّع: تعتمد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح على الطقس. يُزيد الاختراق العالي من موازنة الشبكة وحاجة التخزين - قد ترتفع تكاليف إعادة التوزيع وتحديثات الشبكة إذا لم تُعالج.

• التخزين والنقل: يتطلب دمج مصادر الطاقة المتجددة الاستثمار في البطاريات، والنقل لمسافات طويلة، ومرونة الطلب.

ADVERTISEMENT

• السياسات والجوانب الاجتماعية: قد يؤدي انتهاء صلاحية الدعم (مثل انتهاء صلاحية ائتمانات الاستثمار الدولية/الائتمانية الأمريكية) إلى إبطاء عملية النشر وزيادة التكاليف بنسبة 30%.

• القيود الجيوسياسية/المتعلقة بالموارد: قد تُشكل سلاسل توريد المواد الأساسية، والصراعات على استخدام الأراضي، والقبول الاجتماعي عوائق أمام مصادر الطاقة المتجددة.

14. هل خفضت مصادر الطاقة المتجددة أسعار الكهرباء؟

نعم - تُظهر الأدلة التجريبية أن مصادر الطاقة المتجددة تُخفض أسعار الكهرباء بالجملة من خلال تأثير ترتيب الجدارة: عروض أسعار توليد الكهرباء منخفضة التكلفة الحدية تتفوق على الوقود الأحفوري، مما يؤدي إلى انخفاض الأسعار الفورية.

• حالة أمريكية (تكساس): وفّر نشر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح حوالي 31.5 مليار دولار من تكاليف البيع بالجملة بين عامي 2010 و2022، مع توفير حوالي 11 مليار دولار في عام 2022 وحده - وارتفعت أسعار الكهرباء بوتيرة أبطأ من التضخم.

ADVERTISEMENT

• دراسة سببية في المملكة المتحدة: خفضت طاقة الرياح أسعار الجملة بين عامي 2018 و2024 بما يصل إلى 7 جنيهات إسترلينية/ميغاواط/ساعة لكل غيغاواط/ساعة مضافة عند معدل انتشار منخفض/عالي؛ بينما انخفضت أسعار الطاقة الشمسية عند معدل انتشار منخفض بما يصل إلى 9 جنيهات إسترلينية/ميغاواط/ساعة لكل غيغاواط/ساعة.

• على مستوى الولايات في الولايات المتحدة: ارتبطت الزيادات القوية في مصادر الطاقة المتجددة بانخفاض في ارتفاعات الأسعار مقارنةً بعامي 2001 و2024.

• عند معدل انتشار مرتفع للغاية، قد تعوّض تكاليف التكامل والتقلُّبات الفوائد ما لم تتكيف الشبكات وأنظمة التخزين.

مع ذلك، تعتمد أسعار التجزئة على مدى تأثير اللوائح التنظيمية: قد لا تستفيد الأسر بشكل كامل من وفورات الجملة، كما هو الحال في كوينزلاند، أستراليا، حيث انخفضت أسعار الجملة، لكن فواتير التجزئة ارتفعت بسبب التأخير في تمرير الوفورات.

ADVERTISEMENT

15. مستقبل الطاقة المتجددة في العالم.

• بحلول عام 2030، من المتوقع أن تُوفر مصادر الطاقة المتجددة (الرياح والطاقة الشمسية) ما بين 37% و74% من إجمالي إنتاج الكهرباء في العالم، وذلك حسب السيناريوهات. وبحلول عام 2050، قد تصل نسبة المصادر منخفضة الكربون إلى 65%و89% أو أكثر.

• من المتوقع أن تتضاعف القدرة العالمية للطاقة المتجددة تقريباً بحلول نهاية العقد: حوالي 17000 تيراواط/ساعة، وهو ما يكفي لتزويد الصين والولايات المتحدة الأمريكية مجتمعتين بالطاقة.

• لكن العديد من الدول لا تحقق هدف الأمم المتحدة المتمثل في زيادة القدرة ثلاث مرات إلى 11 تيراواط/ساعة بحلول عام 2030: فالالتزامات الحالية لن تصل إلا إلى حوالي 7.4 تيراواط/ساعة ما لم تُسرّع السياسات.

الخلاصة.

لقد كان للطاقات المتجددة بالفعل تأثير تناقصي ملحوظ على أسعار الكهرباء بالجملة، مدفوعاً بانخفاض التكلفة الحدية وديناميكيات ترتيب الجدارة. انخفاض التكلفة - وخاصة في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح البرية - كبير، ومن المتوقع أن يستمر. ومع ذلك، فإن تحقيق الفوائد الكاملة للمستهلك يتطلب تحديثات في الشبكة، وتخزين الطاقة، ووضع أطر سياسات لضمان توفير الطاقة في قطاع التجزئة. تُمثل مصادر الطاقة المتجددة الآن بديلاً فعالاً وتنافسياً لتوليد الكهرباء من الوقود الأحفوري التقليدي في العديد من المناطق، وتزداد أهميتها لتلبية الطلب العالمي المتزايد، وتحقيق أهداف المناخ، وتحقيق أمن الطاقة. ويعتمد مستقبلها على مواجهة تحديات التكامل، واستدامة الدعم السياسي، وتوسيع الطاقة الإنتاجية بسرعة لتلبية الاحتياجات بحلول عام 2030وما بعده.

جمال المصري

جمال المصري

ADVERTISEMENT
لماذا يصعب التعامل مع وقود الصواريخ الذي سيشغل مهمة أرتميس 2؟
ADVERTISEMENT

تمثل مهمة أرتميس 2 عودة تاريخية لاستكشاف القمر المأهول، ولكن وراء هذا الحماس يكمن تحدٍ تقني يتعامل معه حتى المهندسون المخضرمون بحذر شديد: فوقود الصواريخ الذي سيُشغل المهمة معروف بصعوبة التعامل معه. تعتمد أرتميس 2 على مزيج من الهيدروجين السائل والأكسجين السائل - وهما وقودان استُخدما في بعض من أشهر

ADVERTISEMENT

مهمات ناسا، بدءًا من ساتورن 5 وصولًا إلى مكوك الفضاء. ومع ذلك، ورغم عقود من الخبرة، لا يزال هذان الوقودان من بين أكثر المواد حساسيةً التي استُخدمت في هندسة الطيران والفضاء. الهيدروجين السائل، على وجه الخصوص، بارد جدًا وخفيف جدًا وعرضة للتسرب لدرجة أنه يتطلب دقة متناهية في كل مرحلة من مراحل التزويد بالوقود. فأدنى تقلب في درجة الحرارة، أو أصغر شق في مانع التسرب، أو أدنى شوائب، يمكن أن يتسبب في تأخيرات أو مخاطر أو مضاعفات تهدد المهمة. لهذا السبب، حظيت اختبارات تزويد أرتميس بالوقود باهتمام متكرر: فهي تكشف مدى حساسية هذا الوقود. لا تُعدّ هذه الصعوبة دليلاً على الفشل، بل هي تذكير بأنّ تجاوز حدود استكشاف الفضاء يعني التعامل مع موادّ تتصرف بطرقٍ قلّما تواجهها الصناعات الأخرى. وقود أرتميس 2 قويّ وفعّال وضروريّ، لكنّه أيضاً عنصرٌ متقلّب يجب التعامل معه بحذر.

ADVERTISEMENT


صورة بواسطة NASA HQ PHOTO على wikipedia


لماذا يُعدّ الهيدروجين السائل غير قابل للتنبؤ؟

يُعتبر الهيدروجين السائل من أبرد المواد التي يتعامل معها البشر بشكلٍ روتينيّ، حيث يُبرّد إلى درجة حرارة مذهلة تبلغ -253 درجة مئوية. عند هذه الدرجة، تنكمش المعادن، وتتصلّب موانع التسرب، وتتصرف المواد بطرقٍ تتحدى الحدس اليومي. حتى أكثر الأنظمة الهندسية تطوراً تجد صعوبةً في احتوائه. جزيئات الهيدروجين هي الأصغر في الكون، صغيرةٌ جدّاً لدرجة أنّها تستطيع التسلّل عبر فجواتٍ مجهرية في الصمامات والوصلات والأنابيب، وهي فجواتٌ من شأنها أن تحصر أيّ وقودٍ آخر بسهولة. هذا يجعل التسريبات ليست ممكنةً فحسب، بل متوقعة، ولهذا السبب تتضمن إجراءات التزويد بالوقود في ناسا مراقبةً مستمرة، وتعديلاتٍ للضغط، ومعدلات تدفقٍ بطيئة ومدروسة. يؤدي البرد الشديد للوقود إلى تراكم الصقيع والجليد على المعدات، مما قد يتسبب في تشققها أو حدوث صدمات حرارية مفاجئة. ولأن الهيدروجين شديد الاشتعال، فإن أي تسرب، ولو كان طفيفًا، قد يُشكل بيئة خطرة حول منصة الإطلاق. لذا، يجب على المهندسين الموازنة بين السرعة والحذر، لضمان وصول الوقود إلى الصاروخ دون إطلاق الإنذارات أو إتلاف المكونات. ولا تنتهي التعقيدات عند هذا الحد، إذ يجب الحفاظ على برودة الهيدروجين السائل طوال مساره إلى خزانات الصاروخ، وهو ما يتطلب أنابيب معزولة وأنظمة تبريد فعالة وتوقيتًا دقيقًا. فإذا ارتفعت درجة حرارة الوقود ولو قليلًا، يبدأ بالغليان، مما يُسبب ارتفاعات مفاجئة في الضغط يجب تصريفها بأمان. هذا التوازن الدقيق بين درجة الحرارة والضغط والتدفق هو السبب في أن تزويد الصاروخ بالهيدروجين غالبًا ما يكون الجزء الأكثر استهلاكًا للوقت في تجهيزه للإطلاق.

ADVERTISEMENT


صورة بواسطة NASA Johnson Space Center / Mark Sowa - NASA - JSC على wikipedia


تحديات إدارة الوقود المبرد على نطاق واسع

يُعدّ التعامل مع الوقود المبرد صعبًا في جميع الأحوال، لكن مهمة أرتميس 2 تُضاعف هذا التحدي طنظرًا لحجم نظام إطلاق الفضاء (SLS) الهائل. إذ تحتوي المرحلة الأساسية للصاروخ وحدها على أكثر من 700 ألف لتر من الهيدروجين السائل، ما يجعلها واحدة من أكبر خزانات الوقود المبرد التي بُنيت على الإطلاق. ويتطلب ملء هذا الخزان الضخم نظام تزويد بالوقود قادرًا على الحفاظ على استقرار درجات الحرارة والضغوط عبر كميات هائلة من الوقود. وحتى التقلبات الطفيفة قد تتسبب في تمدد الخزان أو انكماشه، ما يُجهد هيكله. يجب أن تبقى أنابيب التزويد بالوقود باردة بما يكفي لمنع غليان الهيدروجين، وفي الوقت نفسه مرنة بما يكفي لتحمّل الإجهادات الميكانيكية الناتجة عن التحميل والتفريغ. صُممت الأنظمة الأرضية في مركز كينيدي للفضاء خصيصًا لهذا الغرض، ولكن حتى مع استخدام أحدث التقنيات، تبقى العملية دقيقة للغاية. يجب على المهندسين تنسيق عمل عشرات أجهزة الاستشعار والصمامات والمضخات، التي يجب أن يعمل كل منها بكفاءة تامة. فقراءة خاطئة واحدة كفيلة بإيقاف العملية برمتها. لهذا السبب، تُجري ناسا تدريبات مكثفة تحاكي عملية التزود بالوقود بالكامل لتحديد نقاط الضعف.و غالبًا ما تكشف هذه الاختبارات عن مشكلات لا تظهر إلا في ظروف التبريد الشديد الحقيقية، وهي ظروف لا يمكن محاكاتها بالكامل في بيئات المختبر. ويزداد الأمر تعقيدًا بسبب الحاجة إلى مزامنة التزود بالوقود مع الأحوال الجوية، ومواعيد الإطلاق، وجاهزية الطاقم.

ADVERTISEMENT


صورة بواسطة NASA Kennedy Space Center / NASA/Kim Shiflett على wikipedia


لماذا لا تزال أرتميس 2 تعتمد على هذا الوقود الصعب؟

على الرغم من التحديات، تواصل ناسا الاعتماد على الهيدروجين السائل لأنه لا يوجد وقود آخر يوفر نفس مزيج الكفاءة والأداء. بالنسبة لمهام الفضاء البعيد، كل كيلوغرام مهم، والدفع النوعي العالي للهيدروجين يسمح للصواريخ بحمل حمولة أكبر بكمية وقود أقل. تُعدّ هذه الكفاءة بالغة الأهمية لمهمة أرتميس 2، التي يجب أن تحمل مركبة فضائية مأهولة، وأنظمة دعم الحياة، ومعدات المهمة إلى ما وراء مدار الأرض المنخفض باتجاه القمر. كما أن الهيدروجين يحترق احتراقًا نظيفًا، إذ لا ينتج عنه سوى بخار الماء، مما يقلل من مخاطر التلوث لمكونات المركبة الفضائية الحساسة. ولكن ربما يكون السبب الأهم هو الخبرة المتراكمة. فلدى وكالة ناسا عقود من الخبرة في العمل مع الهيدروجين، ويستند نظام الإطلاق الفضائي (SLS) إلى تصاميم مُثبتة من برنامج مكوك الفضاء. وتفهم الوكالة مخاطر هذا الوقود وخصائصه ومتطلباته الهندسية أفضل من أي منظمة أخرى على وجه الأرض. إن صعوبة التعامل مع الهيدروجين ليست عيبًا، بل هي تحدٍ معروف تعلمت ناسا كيفية إدارته من خلال اختبارات صارمة، ومواد متطورة، وإجراءات دقيقة. وتمثل أرتميس 2 تتويجًا لهذه الخبرة. ولن يعتمد نجاح المهمة على قوة الصاروخ فحسب، بل على دقة وانضباط الفرق التي تتعامل مع وقوده. وتُذكّرنا قصة وقود صاروخ أرتميس 2 بأن استكشاف الفضاء ليس بالأمر السهل أبدًا. فهو يتطلب العمل مع مواد بالغة الصعوبة، ودفع التكنولوجيا إلى أقصى حدودها، وتقبّل حقيقة أن التقدم غالبًا ما يأتي مصحوبًا بالتعقيد.

عبد الله المقدسي

عبد الله المقدسي

ADVERTISEMENT