Will future spacecraft fit in our pockets? - Dhonam Pemba

هل ستتسع مركبات الفضاء المستقبلية في جيوبنا؟ دهونام بيمبا

المترجم: Siraj Bargawi المدقّق: ali alshalali

When you picture a spaceship, you probably think of something like this,

عند تخيّلك لمكوك فضاء، تتصوّر على الأرجح شيئا مماثلا لهذا

or this, or maybe this.

أو هذا، أو ربما كهذا.

What do they all have in common?

لكن ما أوجه الشبه بينهم؟

Among other things, they're huge because they have to carry people, fuel,

من بين هذه التشابهات، إنّها كبيرة الحجم لأن عليها نقل البشر، الوقود

and all sorts of supplies, scientific instruments,

ومختلف أنواع المؤونة والأدوات العلمية

and, in rare cases, planet-killing lasers.

و في حالات نادرة، أشعة ليزر قاتلة للكواكب.

But the next real-world generation of spacecraft may be much, much smaller.

ولكن الجيل القادم للمركبات الفضائية، ربما سيصبح أصغر بكثير.

We're talking fit-inside-your-pocket tiny.

نتحدث عن أحجام ضئيلة تدخل جيب ملابسك الصغير.

Imagine sending a swarm of these microspacecraft out into the galaxy.

تخّيل إرسال سرب من المركبات الفضائية متناهية الصِغّر، إلى المجرة الفضائية.

They could explore distant stars and planets

بمقدورها استكشاف نجوم وكواكب بعيدة المدى

by carrying sophisticated electronic sensors

عبر حمل أجهزة استشعار الكترونية بالغة التعقيد

تقوم بقياسات متعددة ابتداءًً بقياس درجة الحرارة وحتى الإشعاعات الكونية.

that would measure everything from temperature to cosmic rays.

You could deploy thousands of them

بإمكانك نشر الآلاف منها

for the cost of a single space shuttle mission,

وذلك بتكلفة مركبة مهام فضائية واحده فقط،

exponentially increasing the amount of data

مضاعفة لكمية البيانات

we could collect about the universe.

التي يمكن جمعها عن الكون

وأيضا يمكن استهلاكها بشكل فردي

And they're individually expendable,

meaning that we could send them into environments

بما معناه، أننا يمكننا أن نرسلها في بيئة

that are too risky for a billion dollar rocket or probe.

ذات مخاطر عالية على مسبار أو مركبة فضائية واحد، تكلفته تقّدر بالمليار دولار.

Several hundred small spacecraft are already orbiting the Earth,

تتواجد مئات المركبات الفضائية التي تدور حول مدار الأرض بالفعل،

taking pictures of outer space,

تأخذ صوراََ للفضاء الخارجي،

and collecting data on things,

وتجمع بيانات عن أشياء،

like the behavior of bacteria in the Earth's atmosphere

مثل سلوك البكتيريا في الغلاف الجوي

and magnetic signals that could help predict earthquakes.

والإشارات المغناطيسية التي قد تساهم في التنبؤ بالزلازل.

But imagine how much more we could learn if they could fly beyond Earth's orbit.

لكن تخيل مقدار ما يمكن تعلمه إذا كان بالمقدور الذهاب لما بعد مدار الأرض.

That's exactly what organizations, like NASA, want to do:

هذا بالتحديد ما تطمح إليه بعض المنظمات مثل وكالة ناسا الفضائية:

send microspacecraft to scout habitable planets

إرسال مركبات فضائية متناهية الصِغّر لاستكشاف الكواكب الصالحة للحياة

and describe astronomical phenomena we can't study from Earth.

وأيضاًً، وصف الظواهر الفلكية التي لا يمكن دراستها من الأرض.

But something so small can't carry a large engine or tons of fuel,

ولكن شيء بهذا الصِغّر، لا يمكنه حَمّل محركاً ضخم أو طناً من الوقود،

so how would such a vessel propel itself?

فكيف لمركبة بهذا الحجم أن تدفع نفسها؟

For microspacecraft, it turns out, you need micropropulsion.

للمركبات متناهية الصِغّر، من الواضح، أننا نريد قوة دفع جزئي متناهية الصِغّر.

On really small scales,

على موازين متناهية الصِغّر،

some of the familiar rules of physics don't apply,

بعض قوانيين الفيزياء المألوفة لا يمكن تطبيقها هنا،

in particular, everyday Newtonian mechanics break down,

بصفة خاصة ، كل يوم ستنهار الميكانيكا النيوتونية

and forces that are normally negligible become powerful.

والقوى التي هي بالعادة ضئيلة، ستصبح حينها قوية.

Those forces include surface tension and capillary action,

هذه القوى تتضمن التوتر السطحي، وحركة الخاصية الشعرية.

the phenomena that govern other small things.

وهي الظاهرة التي تَحكم باقي الأشياء الصغيرة.

Micropropulsion systems can harness these forces to power spacecraft.

نظم الدفع الجزئي يمكنها شد هذه القوى لتشغيل المركبة الفضائية.

One example of how this might work

من الأمثلة التي توضح طريقة تشغيلها

is called microfluidic electrospray propulsion.

يدعى نظام دفع السائل الجزئي ذو الرذاذ كهربائي

It's a type of ion thruster,

إنه نوع من المحركات الأيونية،

which means that it shoots out charged particles to generate momentum.

وهذا يعني أنها تطلق جسيمات مشحونة لتولد القوة الدافعة.

One model being developed at NASA's jet propulsion laboratory

ولقد تم البدء في تطوير إحدى التصاميم في معامل وكالة ناسا للدفع النفاث

is only a couple centimeters on each side.

والتي يبلغ حجمها بِضّعاً من السنتيمترات لكلا الجانين

Here's how it works.

إليكم كيف تعمل.

That postage-stamp sized metal plate is studded with a hundred skinny needles

هذا الطبق ذو حجم الطابع البريدي مرصع بمئات الإبر النحيفة

and coated with a metal that has a low melting point, like indium.

ومطلي بمعدن ذو درجة انصهار منخفضة، مثل الإنديوم

A metal grid sits above the needles,

حيث يوجد قطب معدني موضوع على الإبرة

and an electric field is set up between the grid and the plate.

ويوجد حقل الكتروني موضوع بين القطب والطبق.

When the plate is heated, the indium melts

عندما يسخن الطبق، الإنديوم يذّوب

and capillary action draws the liquid metal up the needles.

عندها، الحركة الانبوبية الشعرية توجه السائل الحديدي للإبرة.

The electric field tugs the molten metal upwards,

الحقل الالكتروني يجّر المعدن المنصهر صعوداً

while surface tension pulls it back,

بينما الجهد السطحي يسحبه مرة آخرى،

causing the indium to deform into a cone.

مسبباً تشكّل الإنديوم، ليأخذ التصميم المخروطي

The small radius of the tips of the needles

في نصف القطر الصغير لقمة الإبرة

makes it possible for the electric field to overcome the surface tension,

ليجعل من الممكن للحقل الالكتروني تجاوز الجهد السطحي،

وعندما يحدث هذا،

and when that happens,

positively charged ions shoot off at speeds of tens of kilometers per second.

الأيونات المشحونة ايجابياً، تنطلق بسرعة قد تصل لعشرات الكيلوميترات خلال الثانية.

That stream of ions propels the spacecraft in the opposite direction,

هذا السيل من الأيونات، يدفع المركبة في الاتجاه المعاكس،

thanks to Newton's third law.

والفضل هنا يعود للقانون الثالث لنيوتن.

And while each ion is an extremely small particle,

وبينما كل أيون عبارة عن جسّيم صغير،

the combined force of so many of them pushing away from the craft

القوى التضامنية للأعداد الكبيرة منه الصادرة من المركبة، تدفع المركبة بعيداً

is enough to generate significant acceleration.

تكون كافية لتوليد تسارع كبير.

And unlike the exhaust that pours out of a rocket engine,

بعكس العادم الذي يصب خارجاً من محرك الصاروخ،

this stream is much smaller and far more fuel efficient,

هذا المجرى أصغر بكثير، وأفضل من ناحية توفير الوقود،

which makes it better suited for long deep-space missions.

مما يجعله أكثر ملائمة لمهمات الفضاء طويلة المدى والعمق.

These micropropulsion systems haven't been fully tested yet,

نظم الدفع الجزئي هذه لم تجرب بشكل كامل بعّد،

but some scientists think that they will provide enough thrust

لكن بعض العلماء يعتقدون أنها ستقدم دفعاً كافياً

to break small craft out of Earth's orbit.

لجعل المركبات الصغيرة تخترق المدار الفضائي لكوكب الأرض.

In fact, they're predicting that thousands of microspacecraft

في الحقيقة، العلماء يتنبؤون بأن آلاف المركبات الفضائية

will be launched in the next ten years

ستطلق في العشر السنوات القادمة

to gather data that today we can only dream about.

لغرض جمع بيانات التي في يومنا الحالي، لا يمكننا سوى أن نحلم بهذا.

And that is micro-rocket science.

وهذا هو معنى الصواريخ العلمية متناهية الصِغّر.