علوم
هو تم إطلاق القمر الصناعي باري-1 مؤخرًا لقد جذبت الاهتمام في صناعة استكشاف الفضاء بسبب وجود عنصر مبتكر على متنها: اثنان الآلات الكمومية. أصبح هذا الحدث المهم، الذي حدث في 11 نوفمبر، ممكنًا بفضل صاروخ SpaceX's Falcon 9، الذي وضع القمر الصناعي في مدار أرضي منخفض.
يكمن تفرد هذه المحركات في قدرتها على تحدي قوانين الحركة التي وضعها إسحاق نيوتن منذ قرون. وتعتمد شركة IVO الأمريكية على هذه التقنية تم تطوير نظرية القصور الذاتي الكمي بواسطة مايك ماكولوتش، وهو فيزيائي في جامعة بليموث.
يتضمن اقتراح ماكولوتش إعادة تفسير القصور الذاتي من منظور كمي، والتشكيك في التفسير التقليدي القائل بأن الأجسام تتحرك في خط مستقيم بسرعة ثابتة ما لم يتم تطبيق قوة خارجية. تشير هذه النظرية الجديدة إلى أن المخاطر أكبر وأن فهم القصور الذاتي من منظور كمي يمكن أن يوفر نظرة ثاقبة. فهم عميق ودقيق لهذه الظاهرة الأساسية في الفيزياء.
يتم اختبار المحركات الكمومية في الفضاء
المحركات الكمومية التي طورتها شركة IVO مستوحاة من أفكار ماكولوتشتعمل بشكل مختلف عن أجهزة الدفع التقليدية من خلال الاستفادة من مبادئ ميكانيكا الكم. قبل إطلاق القمر الصناعي باري-1، أكد مانسيل على أهمية استكشاف وتوسيع فهمنا الحالي للفيزياء.
تخضع هذه المحركات لاختبارات معملية صارمة لإثبات قدرتها على إنتاج الدفع المتوقع. الآن، مع وجود Pari-1 في الفضاء مع هذه المحركات، يتم إجراء الاختبارات في ظروف حقيقية. وسيستخدم القمر الصناعي قوة الدفع من المحركات لإجراء تغييرات على موقعه المداري، مما سيوفر بيانات مهمة لتقييم أدائه.
تتم مراقبة Pari-1 عن كثب من قبل NORAD، مما يسمح لها بمراقبة مساره بشكل مستمر. نعم وستشهد الأشهر المقبلة زيادة في سرعة القمر الصناعي بدلا من انخفاضهاقد يبشر بانتصار المحركات الكمومية. ومن المتوقع أن تكون هذه المحركات قادرة على توليد 50 ملي نيوتن من قوة الدفع لرفع القمر الصناعي إلى مدار عالٍ، على الرغم من أن الأمر قد يستغرق من شهر إلى ستة أشهر لتأكيد فعاليتها، اعتمادًا على عدد من العوامل.
تاريخ
بدأ المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة IVO، ريتشارد مانسيل، المشروع من خلال التحقيق في آليات القصور الذاتي والجاذبية، مما أدى إلى البروفيسور مايك ماكولوتش من جامعة بليموث ونظريته عن القصور الذاتي الكمي (QI). وبعد إجراء الاختبارات الإيجابية، قرروا الحصول على تحقق إضافي باستخدام غرفة التفريغ الحراري E-Labs في فريدريكسبيرغ، الولايات المتحدة الأمريكية. وأكدت النتائج ذلك يمكن للمحركات الكمومية أن تولد حوالي 10 نيوتن من الدفع، وهو ما يدعم نظريات ماكولوتش..
ولضمان جودة وكفاءة تصميم المحرك، استعانت شركة IVO بخبراء مستقلين، بما في ذلك أساتذة الفيزياء الفلكية بالجامعات، لدراسة عملية التطوير. وبعد إجراء تحسينات كبيرة، تضمن الشركة ذلك يوفر محركها أداءً لا مثيل له، حيث يصل إلى 52 نيوتن لكل واط من الطاقة. النظام عبارة عن وحدات، مما يسمح بإضافة المزيد من الوحدات لزيادة الدفع، ويمكن تشغيله بالطاقة الشمسية دون الحاجة إلى الوقود. بالإضافة إلى ذلك، فهو متعدد الاستخدامات من حيث الاتجاه، مما يسمح بـ 6 درجات من الحرية.
أنشأت الشركة شراكة مع Rogue Space Systems اختبر التكنولوجيا الخاصة بك في الفضاء باستخدام قمر صناعي للاختبار. ومع ذلك، تم تأجيل الإطلاق حتى أكتوبر بسبب الفشل، ولكن من المتوقع أن يثبت فعالية المحرك الكمي الخاص بـ IVO في دفع القمر الصناعي. سيؤدي هذا إلى التحقق من صحة تقنيتهم كحل مبتكر للسفر إلى الفضاء دون الحاجة إلى وسائل دفع أخرى.
سيعمل
تعمل الآلة الكمومية الخاصة بشركة IVO في دورة من أربع مراحل يتم إنشاء الطاقة باستخدام مبادئ ميكانيكا الكم. في الخطوة الأولى، يتم تطبيق الليزر على الذرة ووضعها في تراكب من المثار وغير المثار. في الخطوة الثانية، يُسمح للفوتون بمغادرة التجويف، مما يؤدي إلى فقدان معلومات حول موضع الذرة. في الخطوة الثالثة، يتم عكس موضع الذرة، وفي الخطوة الرابعة، يُسمح لفوتون آخر بمغادرة التجويف، لاستعادة المعلومات حول موضع الذرة. تستخرج هذه العملية الطاقة من عملية التكميم الكمي، وتنتج فوتونين في كل دورة وتنتج طاقة صافية.
تقوم الآلة بضغط غاز من جسيمات البوسونيك وتفك ضغط غاز من جسيمات فرميونية. ويستخدم ذرة الهليوم -4 كمكبس وتجويف بصري كأسطوانة. يعمل ضوء الليزر كوقود، مما يثير الذرة، والفوتونات التي تخرج من التجويف هي غازات. تقوم الأجهزة البصرية بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة ميكانيكية، والتي يتم نقلها إلى حمل خارجي يعمل مثل محرك السيارة التقليدي.
