Will future spacecraft fit in our pockets? - Dhonam Pemba

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Tal Dekkers

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

כשאתם מדמיינים חללית, אתם כנראה חושבים על משהו כזה,

or this, or maybe this.

או זו, או אולי זו.

What do they all have in common?

מה משותף לכולן?

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

בין הדברים, הן ענקיות בגלל שהן נושאות אנשים, דלק,

and all sorts of supplies, scientific instruments,

וכל מיני סוגים של אספקה, ציוד מדעי,

and, in rare cases, planet-killing lasers.

ובמקרים נדירים, לייזרים קוטלי פלנטות.

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

אבל הדור הבא של חלליות אמיתיות אולי יהיה הרבה הרבה יותר קטן.

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

אנחנו מדברים להתאים לכיס שלכם קטן.

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

דמיינו שליחה של נחיל של המיקרו חלליות האלו לגלקסיה.

They could explore distant stars and planets

הם יוכלו לחקור כוכבים רחוקים ופלנטות

by carrying sophisticated electronic sensors

על ידי נשיאה של חיישנים אלקטרוניים מתוחכמים

that would measure everything from temperature to cosmic rays.

שימדדו הכל מטמפרטורה לקרניים קוסמיות.

You could deploy thousands of them

אתם תוכלו לפרוש אלפים מהן

for the cost of a single space shuttle mission,

בעלות של משימת מעבורת אחת,

exponentially increasing the amount of data

מגדילים אקספוננציאלית את כמות המידע

we could collect about the universe.

שנוכל לאסוף על היקום.

And they're individually expendable,

וכל אחד מהם ניתן להרחבה,

meaning that we could send them into environments

מה שאומר שנוכל לשלוח אותן לסביבות

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

שמסוכנות מדי לגשושיות שעולות מיליארד דולר.

Several hundred small spacecraft are already orbiting the Earth,

כמה מאות חלליות קטנות כבר מקיפות את כדור הארץ,

taking pictures of outer space,

מצלמות את החלל החיצון,

and collecting data on things,

ואוספות מידע על דברים,

like the behavior of bacteria in the Earth's atmosphere

כמו התנהגות של בקטריות באטמוספירת כדור הארץ

and magnetic signals that could help predict earthquakes.

ואותות מגנטיים שיכולים לעזור לצפות רעידות אדמה.

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

אבל דמיינו כמה עוד נוכל ללמוד אם נוכל לצאת ממסלול כדור הארץ.

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

זה בדיוק מה שארגונים כמו נאסא, רוצים לעשות:

send microspacecraft to scout habitable planets

לשלוח מיקרו חלליות לחקור פלנטות ניתנות למחיה

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

ולתאר תופעות אסטרונומיות שאנחנו לא יכולים לחקור מכדור הארץ.

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

אבל משהו כל כך קטן לא יכול לשאת מנוע גדול או הרבה דלק,

so how would such a vessel propel itself?

אז איך החלליות יניעו את עצמן?

For microspacecraft, it turns out, you need micropropulsion.

למיקרו חלליות, מסתבר, אתם צריכים מיקרו הנעה.

On really small scales,

בקנה מידה ממש ממש קטן,

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

כמה מהכללים המוכרים של הפיזיקה לא חלים,

in particular, everyday Newtonian mechanics break down,

בעיקר, מכניקה ניוטונית יום יומית מתפרקת,

and forces that are normally negligible become powerful.

וכוחות שבדרך כלל זניחים הופכים לחזקים.

Those forces include surface tension and capillary action,

הכוחות האלו כוללים מתח או פעולה נימית,

the phenomena that govern other small things.

התופעה ששולטת בדברים קטנים אחרים.

Micropropulsion systems can harness these forces to power spacecraft.

מערכות מיקרו הנעה יכולות לרתום את הכוחות האלה כדי להניע חלליות.

One example of how this might work

דוגמה אחת לאיך זה אולי יעבוד

is called microfluidic electrospray propulsion.

נקראת הנעת אלקטרו ספריי מיקרו פלואידית.

It's a type of ion thruster,

זה סוג של מדחף יוני,

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

מה שאומר שהוא יורה חלקיקים טעונים כדי לייצר מומנט.

One model being developed at NASA's jet propulsion laboratory

מודל אחד שמפותח במעבדת הנעת הסילון בנאסא

is only a couple centimeters on each side.

הוא בגודל של כמה סנטימטרים בלבד.

Here's how it works.

כך זה עובד.

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

הפלטה בגודל בול דואר מחוררת במאה מחטים זעירות

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

ומצופה במתכת שיש לה נקודת המסה נמוכה, כמו אינדיום.

A metal grid sits above the needles,

גריד מתכתי יושב מעל הסיכות,

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

ושדה חשמלי נמצא בין הגריד לפלטה.

When the plate is heated, the indium melts

כשהפלטה מתחממת, האינדיום נמס

and capillary action draws the liquid metal up the needles.

ופעולה נימית מושכת את הנוזל המותך במעלה הסיכות.

The electric field tugs the molten metal upwards,

השדה החשמלי מושך את המתכת המותכת למעלה,

while surface tension pulls it back,

בעוד מתח פנים מושך אותה חזרה,

causing the indium to deform into a cone.

מה שגורם לאינדיום להתעוות לחרוט.

The small radius of the tips of the needles

הרדיוס הקטן של הקצוות של הסיכות

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

הופך את זה לאפשרי לשדה החשמלי להתגבר על מתח הפנים,

and when that happens,

וכשזה קורה,

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

יונים טעונים חיובית נורים במהירות של עשרות קילומטר לשניה.

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

הזרם הזה של יונים מאיץ את החללית בכיוון השני,

thanks to Newton's third law.

תודות לחוק השלישי של ניוטון.

And while each ion is an extremely small particle,

ובעוד כל יון הוא חלקיק ממש זעיר,

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

הכוח הכולל של כל כך הרבה מהם דוחף הרחק מהחללית

is enough to generate significant acceleration.

הוא מספיק כדי לייצר תאוצה מספיקה.

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

ובניגוד לגזי הפליטה שנשפכים ממנועי טילים,

this stream is much smaller and far more fuel efficient,

הזרם הזה הוא הרבה יותר קטן והרבה יותר יעיל אנרגטית,

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

מה שהופך את זה למתאים טוב יותר למסעות ארוכים לחלל העמוק.

These micropropulsion systems haven't been fully tested yet,

מערכות המיקרו הנעה האלו לא נוסו עדיין לגמרי,

but some scientists think that they will provide enough thrust

אבל כמה מדענים חושבים שהן יספקו מספיק דחף

to break small craft out of Earth's orbit.

כדי לחלץ חלליות קטנות ממסלול כדור הארץ.

In fact, they're predicting that thousands of microspacecraft

למעשה, הם צופים שאלפי מיקרו חלליות

will be launched in the next ten years

ישוגרו בעשר השנים הבאות

to gather data that today we can only dream about.

כדי לאסוף מידע שהיום אנחנו רק יכולים לחלום עליו.

And that is micro-rocket science.

וזה מיקרו מדע טילים.