إنها بالونات، ولكن ليس كما نعرفها.
يعمل العلماء في مختبر لوس ألاموس الوطني في نيو مكسيكو على “بالون مفرغ” بقشرة صلبة يمكنه في النهاية حمل البشر والسفر “بسرعة طائرة تجارية”.
وقال مايلز بو، عالم الفيزياء في المختبر، لموقع DailyMail.com في مقابلة حصرية إنه إذا نجحت تجاربه، فيمكن استخدام المركبة في النقل والمراقبة، وحتى في طائرات بدون طيار لتوصيل الطرود.
كان بو وزميله الكيميائي كريس هاميلتون يصنعان كرات صغيرة مجوفة من مادة خفيفة الوزن للغاية تسمى الإيروجيل، ثم يمتصان الهواء منها في محاولة لإنشاء كرة صلبة أخف من الغلاف الجوي المحيط بها – مما يسمح لها بالتحرك. يحوم.
ومن شأن “بالونات الفراغ” أن تتفوق على بالونات الهيليوم أو الهيدروجين التقليدية، التي تفقد قدرتها على الرفع ببطء، ومن المحتمل أن تحمل أشياء في الهواء إلى أجل غير مسمى.
يعمل العلماء في مختبر لوس ألاموس الوطني في نيو مكسيكو على “بالون مفرغ” بقشرة صلبة يمكنه في النهاية حمل البشر والسفر “بسرعة طائرة تجارية”.
مسح ثلاثي الأبعاد للنموذج الأولي. ومن شأن “بالونات الفراغ” أن تتفوق على بالونات الهيليوم أو الهيدروجين التقليدية ويمكن أن تحمل أشياء في الهواء إلى أجل غير مسمى.
يقول العلماء أن البحث لا يزال أمامه بضع سنوات من إنتاج كرة عائمة فعليًا
بطاقة بريدية بالألوان المائية من عام 1909، تصور فكرة المنطاد الهوائي الذي نشره رائد الطيران الإيطالي فرانشيسكو لانا دي ترزي لأول مرة في عام 1670
تحتوي براءات الاختراع المقدمة للمركبة المحتملة على مخططات تبدو مثيرة للاهتمام مثل الأجسام الطائرة المجهولة على شكل تيك تاك التي واجهها طيارو البحرية في عام 2004، والتي حلقت فوق المحيط وانطلقت بسرعة مذهلة.
لكن بو يقول إنه على الرغم من أنه حقق تقدمًا سريعًا منذ بداية عام 2019 وهو واثق من النجاح النهائي، إلا أن بحثه لا يزال على بعد عامين من إنتاج كرة عائمة فعليًا – ناهيك عن “تيك تاك” الأسرع من الصوت.
لم نتمكن من جعل شيء ما يطفو بعد. وقال بو: “لكننا اختبرنا أوعية تبلغ كثافة الهواء فيها 34 مرة”. “ولقد أظهرنا دليلا على فكرة صنع أوعية تبلغ كثافتها 10 أضعاف كثافة الهواء. لذلك نحن على بعد مرتبة واحدة من الوصول فعليًا إلى الطفو في الهواء.
قال الفيزيائي لموقع DailyMail.com إنه كان يحلم بالبالونات المفرغة منذ أن سمع لأول مرة عن مادة الإيروجيل خفيفة الوزن للغاية.
“إنها مساحة فارغة بنسبة 98% على الأقل.” لذلك فهي في الغالب مصنوعة من لا شيء. قال بو: “كانت لدي فكرة دائمًا أنه ربما يمكنك صنع واحدة منها، بكثافة منخفضة بما يكفي لتطفو في الهواء”.
وقال مايلز بو، عالم الفيزياء في مختبر لوس ألاموس الوطني، لموقع DailyMail.com، إن الطائرة يمكن استخدامها في النقل والمراقبة وطائرات بدون طيار لتوصيل الطرود.
عند مستوى سطح البحر و59 درجة فهرنهايت، تبلغ كثافة الهواء 0.001225 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب. تبلغ كثافة مادة صلبة “خفيفة الوزن” شائعة، وهي ألياف الكربون، 1.55 جم/سم3، أو أكثر كثافة بـ 1380 مرة، في حين تبلغ كثافة العديد من الإيروجيل حوالي 0.02 جم/سم3.
وقال بو: “الطريقة الوحيدة لصنع هيكل أقل كثافة من الهواء، هي الحصول على غلاف من المادة وإزالة الهواء من الداخل”. “وهذا ما اكتشفناه في هذه المشاريع.”
وشبه الكرات المملوءة بالهواء بالسفن الغارقة المملوءة بالماء.
“إنها سفن غارقة في قاع محيط الهواء.” وقال: “فقط عن طريق إزالة الهواء من داخل السفينة سوف تطفو”.
كان عرض النماذج التي جربها Beaux بضع بوصات فقط، وهي صغيرة جدًا بحيث لا يمكن أن تطفو. لكنه توصل إلى أن كرة بحجم كرة السلة مصنوعة من مادة بوليميد الهلام الهوائي ومعززة بشبكة من الخيوط الصغيرة ستكون كافية لتحقيق الإقلاع عند مستوى سطح البحر.
وقال إن هناك حاجة إلى كرة يبلغ طولها 4.5 قدم تقريبًا للرفع في الهواء الأكثر ندرة في لوس ألاموس، حيث يبلغ الارتفاع 7500 قدم فوق مستوى سطح البحر.
يسعى الفيزيائي حاليًا للحصول على تمويل لمواصلة أبحاثه.
وعلى الرغم من أنها تعتبر من أحدث العلوم، إلا أن فكرة البالونات المفرغة من الهواء ليست جديدة على الإطلاق.
في عام 1670، نشر القس اليسوعي الإيطالي فرانشيسكو لانا دي ترزي خطة لمنطاد طائر، يُحمل عاليًا بواسطة بالونات مفرغة من الهواء مصنوعة من النحاس.
تقترب أبحاث Beaux من جعل تلك الخطط القديمة حقيقة، مما يفتح إمكانية وجود مستقبل على طراز Steampunk مع المناطيد الفراغية كوسيلة نقل رئيسية.
وهناك نقص في الهيليوم، وهو الغاز المستخدم في المناطيد التقليدية. يتم إنتاجه إلى حد كبير في أربع دول فقط: الولايات المتحدة وروسيا وقطر والجزائر، وقد ارتفع السعر من أقل من دولارين للمتر المكعب في عام 2020 إلى أكثر من 10 دولارات في العام الماضي.
بمجرد إطلاقه في الغلاف الجوي، يستمر في الارتفاع حتى يطفو في الفضاء، ومن المستحيل استعادته.
وقال بو إن هناك حاجة إلى كرة يبلغ طولها 4.5 قدم تقريبًا للرفع في الهواء الأكثر ندرة في لوس ألاموس حيث يبلغ الارتفاع 7500 قدم فوق مستوى سطح البحر.
الأشعة المقطعية لأحد نماذج البالون الفراغي التي صممها Beaux، والتي تم نشرها جنبًا إلى جنب مع ورقة علمية شارك في تأليفها العام الماضي في مجلة علوم المواد
لم نتمكن من جعل شيء ما يطفو بعد. وقال بو: “لكننا اختبرنا أوعية تبلغ كثافة الهواء فيها 34 مرة”. “ولقد أظهرنا دليلاً على فكرة صنع أوعية تبلغ كثافتها 10 أضعاف كثافة الهواء”
أظهرت كارثة هيندنبورغ عام 1937 خطورة استخدام الهيدروجين في المناطيد
فالهيدروجين قابل لإنتاجه بسهولة، ولكنه قابل للاشتعال بشكل خطير ــ كما ظهر بشكل ملحوظ في كارثة هيندنبورج عام 1937، عندما اشتعلت النيران في منطاد ألماني أثناء هبوطه في نيوجيرسي، مما أسفر عن مقتل 36 من أصل 97 كانوا على متنه.
وقال بو إن منطاده الفراغي يمكن استخدامه في نهاية المطاف من قبل شركات مثل أمازون وول مارت، التي قدمت براءات اختراع للمستودعات العائمة وطائرات التوصيل بدون طيار.
وأشار إلى أن البالونات المملوءة بالغاز لا تدوم أكثر من عامين قبل أن تهبط إلى الأرض، في حين أن المنطاد المفرغ الصلب يمكن أن يبقى في مكانه إلى أجل غير مسمى، مما يجعله مثاليا للدراسات العلمية للطقس، أو بث شبكات الخلايا، أو المراقبة من قبل وكالات التجسس.
طار بالون تجسس صيني من الهيليوم فوق قواعد الصواريخ النووية في يناير/كانون الثاني قبل أن تسقطه طائرات مقاتلة أمريكية قبالة ساحل ولاية كارولينا الجنوبية.
اجتاحت الرياح في الغلاف الجوي منطاد التجسس. لكن براءة اختراع بو التي تم تقديمها في يونيو 2018 تحتوي على رسم تخطيطي للمراوح لمركبته النظرية.
وقال: “ليس لدي حقًا فكرة جيدة عن مدى السرعة التي يمكن أن تسير بها هذه الأمور”. “أعلم أن هناك بعض الشركاء الصناعيين المهتمين بالوصول إلى سرعات يمكن مقارنتها بالطائرات التجارية.”
تم الإبلاغ عن الأجسام الكروية من قبل المسؤولين العسكريين والمخابرات في جميع أنحاء العالم، وهي الشكل الأكثر شيوعًا الذي تم الإبلاغ عنه للأجسام الطائرة المجهولة وفقًا لمكتب حل الشذوذات الشامل التابع للبنتاغون (AARO).
التقطت طائرات ريبر بدون طيار في سوريا “أجرامًا معدنية” في مقطع فيديو نشرته AARO في وقت سابق من هذا العام.
تشير الإحصائيات الموجودة على الموقع الإلكتروني للمكتب إلى أن 34% من “الظواهر الشاذة غير المحددة” (المصطلح الذي تطلقه الحكومة على الأجسام الطائرة المجهولة) هي كروية أو على شكل جرم سماوي.
تحتوي براءات الاختراع المقدمة للمركبة المحتملة على مخططات تبدو مثيرة للاهتمام مثل الأجسام الطائرة المجهولة على شكل تيك تاك التي واجهها طيارو البحرية في عام 2004، والتي حلقت فوق المحيط وانطلقت بسرعة مذهلة
في عام 2004، أبلغ قائد البحرية السابق القائد ديف فرافور ووحدته عن جسم أبيض على شكل تيك تاك ينزل على ارتفاع 80 ألف قدم في أقل من ثانية، ويحوم فوق المحيط قبالة ساحل جنوب كاليفورنيا، قبل أن ينطلق على بعد آلاف الأميال ساعة.
وقال بو: “سيكون من الصعب بالنسبة لي أن أتخيل أن هذه التكنولوجيا يمكن أن تفسر هذه الأشياء”. “يبدو أن هذه آليات رفع تعتمد على الرفع أو تعتمد على قوة العمل أكثر من آليات الطفو.”
وقد ألمحت إحدى الشركات، وهي Aerospherical Systems، إلى قدرة مزعومة على بناء الأجرام السماوية الطائرة.
وفقًا لموقعها على الإنترنت، تتضمن تقنيتهم ”مجالًا متخصصًا” يدور بمعدل 22000 مرة في الدقيقة، ويضرب الهواء حوله لإنشاء قوة رفع، وهي تقنية تسمى تأثير ماجنوس.
ومن غير الواضح ما إذا كانت هذه الكرات الدوارة قيد الاستخدام أم لا، ولم تستجب الشركة لطلب التعليق.
تدعي الشركة الغامضة على موقعها أنه منذ عام 2012 “تم إثبات التكنولوجيا من خلال استخدامها في العمل العسكري، والأماكن الرياضية العامة، ووكالات الفضاء الحكومية في 3 قارات”، ولكنها تقول أيضًا إنها لا تزال تبحث عن تمويل “لدعم الأحجام المتزايدة”. من الأنظمة ومعدات التحليل الإضافية وتحليلات المحاكاة الأكثر تطورًا.
يقول الموقع أن “اختبار المفهوم والدراسات الهندسية يتم إجراؤها باستخدام أنظمة محاكاة الكمبيوتر والبنيات ذات الحجم المنخفض في العالم الحقيقي.”
وتدعي أيضًا أن Aerospherical Systems لديها براءات اختراع “صادرة ومعلقة” – على الرغم من عدم وجود ذكر لاسم الشركة في قاعدة بيانات براءات الاختراع الأمريكية، أو قاعدة بيانات براءات الاختراع الدولية لشركة Google، أو سجلات الشركات الدولية.
كتب موقع UnmannedSystemsTechnology.com، وهو موقع للطائرات بدون طيار تابع لمقاول الدفاع البريطاني BAE Systems، عن هذه التكنولوجيا في عام 2012.
وجاء في المقال: “على الرغم من أن شركة Aerospherical Systems قد طورت مفهوم الطائرات الكروية إلى حد الجدوى، إلا أن الشركة تحتاج الآن إلى تمويل إضافي لبناء واختبار النماذج الأولية”.