حسنًا، صوروا هذا. أنت في مركز كينيدي للفضاء في 9 نوفمبر 2024، وتشاهد أحدث إطلاق لمركبة SpaceX Starship.
مشهد لا يصدق جدا، أليس كذلك؟
أوه، بالتأكيد. ولكن مع انطلاق هذا الصاروخ الضخم، هل توقفت يومًا عن التفكير في ما الذي يجمع كل ذلك معًا؟
تقصد مثل المكسرات والمسامير؟
ماذا؟ نعم، ولكني أتحدث عن المواد، الأشياء التي تجعل السفر إلى الفضاء ممكنًا.
اه، أرى.
سنتعمق اليوم في أحد هؤلاء الأبطال المختبئين، ألا وهو قولبة حقن الفضاء الجوي.
صب الحقن. الآن يبدو هذا مألوفًا نوعًا ما.
ربما تفكر، أليس هذا مخصصًا للألعاب البلاستيكية فقط؟
نعم بالضبط.
حسنًا، استعد لتفجير عقلك، لأنه في الفضاء الجوي، تخلق عملية الحقن هذه الأجزاء الدقيقة بشكل لا يصدق.
رائع.
الأجزاء التي يمكنها تحمل القوى ودرجات الحرارة المجنونة. أشياء لن يكون لدى معظم المواد فرصة ضدها.
لذلك نحن نتحدث هنا عن البلاستيك من المستوى التالي.
بالضبط. مهمتنا اليوم هي أن نفهم سبب أهمية هذه المواد.
حاسم بأي طريقة؟
فكر في القوة الميكانيكية، والمقاومة الحرارية، والتسع ياردات بأكملها.
لأنه عندما يتعلق الأمر بالفضاء، فإن الفشل ليس خيارًا. يمين. مخاطر عالية.
مخاطر عالية بالفعل. لذا، لكي نفهم هذا الأمر حقًا، علينا أن نبدأ بالقوى المشاركة في الطيران. نحن لا نتحدث فقط عن الجاذبية هنا.
يمين. هناك الكثير مما يحدث.
تخيل ضغط الهواء الذي يدفع الطائرة، والاهتزازات الصادرة عن تلك المحركات القوية.
ولا تنسى ضربات الطيور.
أوه، نعم، هؤلاء أيضا. إنها معركة مستمرة ضد العناصر.
فكيف يختارون المواد التي يمكنها التعامل مع كل ذلك؟
وهنا يأتي دور مواد مثل البلاستيك المقوى بألياف الكربون.
ألياف الكربون، نعم، لقد سمعت عن هذه الأشياء. إنها قوية جدًا، صحيح.
قوية بشكل لا يصدق. وخفيف الوزن، وهو أمر بالغ الأهمية عندما تحاول الحصول على شيء ما من الأرض.
من المنطقي. لكن الأمر لا يتعلق فقط بالقوة الغاشمة، أليس كذلك؟
لا. فكر في معدات هبوط الطائرة.
أوه نعم. وهذا يأخذ الضرب في كل مرة ذلك.
تهبط الطائرة بكمية هائلة من الطاقة في كل مرة.
لذلك لا يمكن أن تكون المادة قوية فحسب، بل يجب أن تكون قاسية أيضًا.
صحيح، بالضبط. يجب أن تكون قادرة على امتصاص تلك الطاقة دون أن تتحطم مثل الزجاج.
أرى. لذا فإن الصلابة تشبه قدرتها على التعامل مع تلك التأثيرات المفاجئة.
لقد حصلت عليه.
نعم.
ولكن هناك أيضًا البلى الناتج عن الاستخدام المتكرر. أعني أن الطائرة لا تقلع وتهبط مرة واحدة فقط. يمين؟
نقطة جيدة. يمرون بآلاف الرحلات الجوية.
بالضبط. حسنًا، هذا يقودنا إلى عامل حاسم آخر. مقاومة التعب.
مقاومة التعب. حسنًا، لست متأكدًا من أنني على دراية بهذا.
تخيل أنك تقوم بثني مشبك ورق باستمرار ذهابًا وإيابًا.
حسنًا، في النهاية ينكسر.
بالضبط. هذا هو التعب.
أوه.
حسنًا، تخيل الآن أن أجنحة الطائرة تنثني وتنحني باستمرار أثناء الطيران.
لذلك مع مرور الوقت يمكن أن تضعف.
يمين. يمكن أن تتشكل شقوق مجهرية، وإذا لم تكن المادة مقاومة للتعب، فيمكن أن تنمو تلك الشقوق، مما يؤدي إلى فشل كارثي.
رائع. لذلك يجب أن تكون مكونات الطيران قادرة على تحمل آلاف دورات الطيران دون أن تضعف.
هذه هي مقاومة التعب باختصار.
حسنًا، هذا منطقي. لقد قمنا بتغطية القوة الميكانيكية، ولكن ماذا عن درجة الحرارة؟
آه، نعم، السفينة الدوارة الحرارية.
السفينة الدوارة؟
نحن نتحدث عن الطائرات التي تنتقل من حرارة الإقلاع الحارقة إلى درجات الحرارة المتجمدة على ارتفاعات عالية.
أوه، واو. نعم، هذا تأرجح كبير في درجة الحرارة.
إنه مثل الانتقال من الساونا إلى الثلاجة في غضون دقائق. كيف تبقى تلك المواد على قيد الحياة؟
الآن ننتقل إلى الخصائص الحرارية وهذا هو المكان الذي تصبح فيه الأمور مثيرة للاهتمام حقًا.
تقع علي.
أنت بحاجة إلى مواد يمكنها تحمل درجات الحرارة القصوى دون أن تذوب أو تتشوه.
من المنطقي. ما نوع المواد التي نتحدث عنها هنا؟
وهنا يأتي دور البوليمرات عالية الأداء مثل Peek وPPS.
نظرة خاطفة وPPS؟
نعم. الذروة، على سبيل المثال، لديها نقطة انصهار مذهلة تبلغ 343 درجة مئوية.
واو، هذا ساخن.
ويمكن لـ PPS التعامل مع ما يصل إلى 280 درجة.
لذلك يمكن استخدامها بالقرب من المحركات وفي المناطق الأخرى ذات الحرارة العالية دون ذوبان.
بالضبط. ضمان السلامة الهيكلية لتلك المكونات الحيوية.
حسنًا، حتى يتمكنوا من التعامل مع الحرارة، لكن الأمر لا يتعلق بالذوبان فقط. يمين.
أنت تفكر في التمدد الحراري.
نعم، كيف يتغير حجم الأشياء عندما تتغير درجة الحرارة.
إنه مصدر قلق كبير في مجال الطيران.
كيف ذلك؟
حسنًا، إذا توسع أحد المكونات أو تقلص كثيرًا، فقد يؤدي ذلك إلى عدم تركيب الأجزاء معًا بشكل صحيح.
أوه، أرى. أو ما هو أسوأ من ذلك، يمكن أن يخلق نقاط ضغط قد تؤدي إلى الفشل.
بالضبط. لذلك نحن بحاجة إلى مواد ذات معاملات تمدد حراري منخفضة.
المواد التي تبقى بنفس الحجم بغض النظر عن درجة الحرارة.
بدقة. وهذا هو المكان الذي تتألق فيه مركبات ألياف الكربون حقًا.
حقًا؟
وتتميز بمعاملات تمدد حراري منخفضة بشكل لا يصدق، لذا فهي تحتفظ بشكلها حتى في البيئات القاسية.
هل تتذكر شفرات التوربينات التي تحدثنا عنها سابقًا؟
تلك التي تدور بسرعة فائقة؟
نعم، كان كذلك. تخيل أنها تتشوه أو تتوسع بسبب الحرارة الشديدة.
يمكن أن يكون كارثيا.
لذا فإن استقرار ألياف الكربون أمر بالغ الأهمية في مثل هذه التطبيقات.
حسنًا، لدينا قوة ميكانيكية، وثبات حراري. ماذا هناك؟
حسنًا، لدي شعور بأن هناك المزيد في هذه القصة. الأمر لا يتعلق فقط بالقوة والحرارة.
ماذا تقصد؟
ماذا عن المخاطر الخفية؟ الأشياء التي لا نفكر بها دائمًا؟
أنا مفتون.
فكر في المواد الكيميائية.
المواد الكيميائية؟ انتظر، هل نتحدث هنا عن تجربة معملية لعالم مجنون؟
ليس تماما. هذه هي المواد الكيميائية اليومية التي تعتبر ضرورية لتشغيل الطائرات.
حسنًا، لكن لماذا هم خطيرون؟
يمكن أن تكون قابلة للتآكل بشكل لا يصدق لبعض المواد.
اه، أرى. إذن أي نوع من الأشرار الكيميائيين نتحدث عنه؟
حسنًا، لنبدأ بالوقود. على سبيل المثال، يعتبر وقود الطائرات مزيجًا قويًا من الهيدروكربونات.
الهيدروكربونات؟
نعم. ويمكن أن تتسبب في تضخم بعض المواد أو تشققها أو حتى ذوبانها.
هذا يبدو سيئا. لذلك لا يتعلق الأمر فقط بالمادة المصنوعة منها، بل بمقاومتها لهذه المواد الكيميائية المحددة.
لقد حصلت عليه. ولا يقتصر الأمر على الوقود فقط. نحن نتحدث أيضًا عن مواد التشحيم والسوائل الهيدروليكية وحتى عوامل إزالة الجليد.
جميعها ضرورية، ولكن جميع التهديدات المحتملة.
بالضبط. على سبيل المثال، السائل الهيدروليكي، الذي يتحكم في أشياء مثل اللوحات ومعدات الهبوط.
يمين.
يمكن أن يكون ذلك تآكلًا شديدًا لبعض المواد.
لذا، إذا تعطل أحد السدادات أو أحد مكونات النظام الهيدروليكي، فقد تكون العواقب خطيرة. فهمتها. لذا فهو بمثابة هجوم كيميائي مستمر على هذه المواد.
وتخيل أن الجو نفسه يلقي اللكمات الخاصة به. صحيح، تقصد مثل الغازات المسببة للتآكل؟ اعتمادًا على المكان الذي تسافر فيه، ربما حتى المطر الحمضي.
أوه، واو. نعم. هذا قاسي. إذن ما هي المواد التي يمكنها تحمل كل هذا؟
حسنًا، لقد عادت PEAK وPPS إلى دائرة الضوء.
هؤلاء الأبطال ذوي نقطة الانصهار العالية.
كما أنها تتمتع بمقاومة لا تصدق لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية، بما في ذلك تلك الهيدروكربونات المزعجة الموجودة في وقود الطائرات.
إذن هم مثل الأبطال الخارقين في المواد الفضائية؟
الى حد كبير. لكن هناك تحديًا كيميائيًا آخر لم نتحدث عنه بعد، وهو ذو صلة خاصة بالفضاء.
فضاء؟ حسنًا، لقد أثارت فضولي حقًا الآن.
يطلق عليه إطلاق الغازات.
إطلاق الغازات؟ لم أسمع بهذا من قبل
في الأساس، بعض المواد تطلق الغازات ببطء، خاصة في الفراغ.
لماذا هذه مشكلة؟
حسنًا، يمكن لهذه الغازات أن تلوث المعدات الحساسة مثل أجهزة الاستشعار أو الأجهزة البصرية.
أوه، أرى. مثل جهاز استشعار الأقمار الصناعية الهامة الذي تم إحباطه.
بالضبط. حل وسط للمهمة.
لذلك لا يتعلق الأمر فقط بما يمكن أن تتحمله المادة، ولكن أيضًا بما تطلقه في البيئة.
بدقة. إن اختيار المواد للتطبيقات الفضائية يعني إيجاد هذا التوازن الدقيق.
القوة والاستقرار الحراري والمقاومة الكيميائية وخصائص إطلاق الغازات المنخفضة. هذا أمر صعب، ولكنه حاسم للغاية لنجاح المهمة.
حسنًا، لقد قمنا بتغطية القوة الميكانيكية، والخواص الحرارية، والمقاومة الكيميائية. ماذا عن الأنظمة الكهربائية على متن الطائرة.
الأسلاك وجميع الالكترونيات؟
بالضبط. الطائرات مليئة بهذه الأشياء، وإذا لم يتم عزل الأشياء بشكل صحيح، فقد تكون العواقب كارثية.
أنت تتحدث عن الخصائص الكهربائية الآن.
يمين. تخيل حدوث ماس كهربائي في نظام التحكم في الطيران الحرج.
يا رجل، هذا يمكن أن يكون كارثيا.
فكيف تؤثر اختيارات المواد على السلامة الكهربائية؟
حسنًا، البلاستيك بشكل عام عبارة عن عوازل كهربائية ممتازة.
العوازل؟
نعم. إنهم يقاومون تدفق الكهرباء. وفي الفضاء الجوي، نستخدم مواد بلاستيكية محددة ذات مقاومة كهربائية عالية. مما يعني أنهم أفضل في منع تلك الدوائر القصيرة الخطيرة.
هذا منطقي. ولكن أليس هناك أوقات تحتاج فيها بالفعل إلى الموصلية؟
أنت على حق تماما. تتطلب بعض المكونات ذلك إما لوظيفتها أو للحماية الكهرومغناطيسية.
التدريع الكهرومغناطيسي؟
نعم. فكر في كل تلك الأنظمة الإلكترونية الموجودة على متن الطائرة. يجب حمايتهم من إشارات بعضهم البعض ومن التدخل الخارجي.
إنه مثل إنشاء حاجز وقائي حول المعدات الحساسة. لذلك في بعض الأحيان تحتاج إلى مادة تمنع الكهرباء، وفي أحيان أخرى تحتاج إلى مادة تقوم بتوصيلها.
بالضبط. إنه نوع من التوازن.
أراهن. فكيف يديرون ذلك؟
حسنًا، لقد قطع علم المواد شوطًا طويلًا. يمكننا الآن دمج الحشوات الموصلة في المواد البلاستيكية.
لذلك يمكنك إنشاء مادة قوية وموصلة للكهرباء.
بالضبط. أو قوية وعازلة عند الحاجة.
رائع. إنه أمر لا يصدق كيف يمكنهم ضبط هذه المواد.
الأمر كله يتعلق بهذا الدفع المستمر للابتكار.
وهو ما يقودنا إلى موضوعنا الأخير لهذا اليوم. دقة.
دقة.
حسنًا، أنا أستمع.
لقد تحدثنا عن الظروف القاسية التي يجب أن تتحملها هذه المواد، ولكن هناك أيضًا هذا المستوى المذهل من الدقة المطلوبة في تصنيع الطيران.
نحن لا نتحدث فقط عن تجميع الأجزاء معًا. نحن نتحدث عن الأجزاء التي يجب أن تتلاءم معًا بشكل مثالي.
فهمتها. ولا يتعلق الأمر بالجماليات فقط.
يمين. يتعلق الأمر بالتأكد من أن كل مكون يعمل.
لا تشوبه شائبة وهذا يترجم مباشرة إلى السلامة.
أعطني مثالاً على مدى الدقة التي نتحدث بها هنا.
تخيل شفرات التوربينات في محرك نفاث. إنها تدور بآلاف الدورات في الدقيقة، وتتحمل قوى ودرجات حرارة لا تصدق.
نعم أستطيع أن أتصور ذلك. الآن، إذا لم تكن هذه الشفرات متوازنة تمامًا في الفضاء، حتى بجزء من المليمتر، فماذا يحدث؟ يمكن للمحرك بأكمله أن يهتز بنفسه.
رائع. لذا فإن الدقة هي في الواقع الفرق بين رحلة ناجحة وفشل ذريع.
إنها فكرة مكثفة جدًا. لذلك لا يتعلق الأمر بالمواد فقط. يجب أن تكون عملية التصنيع بأكملها دقيقة بشكل لا يصدق أيضًا.
يمين. وتذكر التمدد الحراري.
كيف يمكنني أن أنسى؟
وهذا يلعب دورًا كبيرًا في دقة التصنيع أيضًا.
لأن أحد المكونات قد يكون مثاليًا في درجة حرارة الغرفة، ولكن إذا تمدد أو انكمش كثيرًا أثناء الطيران، فستفقد هذه الدقة. بالضبط. فكيف يمكنهم تحقيق هذا المستوى المذهل من الدقة؟ أثناء عملية صب الحقن.
كل شيء يبدأ بالقوالب نفسها.
القوالب؟
نعم. إنها أدوات دقيقة بشكل لا يصدق، وغالبًا ما يتم تصنيعها بتفاوتات لا تتجاوز بضعة أجزاء من الألف من البوصة.
رائع. لذلك فهو دقيق منذ البداية.
ثم هناك عملية صب الحقن نفسها. يجب التحكم بعناية في كل معلمة. درجة حرارة القالب، سرعة الحقن، الضغط.
انها مثل نوع من مثل الأوركسترا.
لتحقيق تلك الأبعاد المثالية.
وأعتقد أن هناك الكثير من الاختبارات وضمان الجودة أيضًا.
قطعاً. يخضع كل مكون من مكونات الفضاء الجوي لفحص صارم.
أي نوع من التفتيش؟
نحن نتحدث عن تقنيات القياس المتقدمة. مثل آلات قياس الإحداثيات.
CMMs.
نعم. يمكنهم رسم خريطة لأبعاد المكون بدقة مذهلة.
وماذا أيضا؟
مفاتيح ليزر يمكنها اكتشاف العيوب غير المرئية بالعين المجردة.
إنه لأمر مدهش أن نفكر في مستوى التدقيق الذي يمر به كل جزء.
إنه يسلط الضوء حقًا على مدى أهمية الدقة في هذا المجال.
لذلك قمنا بتغطية المواد والعمليات والدقة. من الواضح أن هناك قدرًا لا يصدق من التفكير في كل جانب من جوانب قولبة حقن الفضاء الجوي.
الأمر كله يتعلق بدفع حدود ما هو ممكن مع ضمان السلامة والموثوقية.
وهذا ما يجعل هذا المجال رائعًا للغاية.
هناك دائمًا شيء جديد لتكتشفه، وبعض التحديات الجديدة التي يجب التغلب عليها.
قال حسنا. سوف نتعمق في بعض هذه التحديات ومستقبل قولبة حقن الفضاء الجوي في الجزء الثاني من بحثنا العميق.
ابقوا متابعين. من السهل أن تضيع في الأعشاب الضارة. أنت تعرف كل التفاصيل الصغيرة للمواد والعمليات.
يمين. ولكن لا يمكننا أن نغفل عن الصورة الأكبر.
بالضبط. هذه الدقة، وهذا الابتكار المستمر في علم المواد، كلها تدفع نحو شيء أكبر.
دفع حدود ما هو ممكن في الفضاء الجوي.
بالضبط. كل تقدم صغير، سواء كان مادة مركبة جديدة أو تقنية تصنيع أكثر دقة، فإنه يفتح إمكانيات جديدة لتصميم الطائرات وأدائها.
إنه مثل سلسلة من ردود الفعل للابتكار، حيث يؤدي كل تحسن إلى التالي.
فكر في الأمر. إن المواد الأقوى والأخف وزنًا تعني طائرات أكثر كفاءة في استهلاك الوقود، ومدى أطول، ورحلات جوية بأسعار معقولة بالنسبة لنا. بالضبط. ومع ازدياد دقة عمليات التصنيع، يمكننا تصميم أكثر تعقيدًا وكفاءة.
المحركات، زيادة الطاقة، تقليل الانبعاثات.
نعم.
إنه فوز.
قطعاً. إذن ما هي بعض الأشياء التي تحدث الآن في مجال قولبة حقن الفضاء الجوي؟ ما هو على حافة القطع؟
نعم. ما هي الخطوة التالية؟
حسنًا، أحد المجالات التي بدأت بالفعل هو تطوير مواد مركبة أكثر تقدمًا.
لقد تحدثنا عن ألياف الكربون، ولكن هل يذهبون إلى أبعد من ذلك؟
قطعاً. يقوم الباحثون باستمرار بدفع الظرف إلى الأمام، من خلال تجربة ألياف جديدة وراتنجات وتقنيات تصنيع.
قم بإنشاء مركبات أقوى وأخف وزنًا وأكثر مقاومة لتلك الظروف القاسية.
إذن فهو مثل ألياف الكربون 2.0؟
يمكنك قول ذلك. ولا يتعلق الأمر فقط بالقوة والوزن. إنهم يعملون أيضًا على المواد المركبة. مع خصائص فريدة من نوعها.
مثل ماذا؟
قدرات الشفاء الذاتي.
الشفاء الذاتي؟ تعال. هل هذا ممكن حتى؟
يبدو الأمر وكأنه خيال علمي، لكنه حقيقي. تخيل مادة مركبة تحتوي على كبسولات صغيرة مدمجة فيها.
تمام.
وكل كبسولة مملوءة بعامل شفاء. إذا تشققت المادة، تمزقت هذه الكبسولات.
الافراج عن وكيل الشفاء.
بالضبط. وبعد ذلك يتفاعل لإغلاق الكراك.
يبدو الأمر كما لو أن المادة تحتوي على طقم إصلاح مدمج خاص بها.
مذهل جدًا، أليس كذلك؟
هذا غير معقول ما هي التطورات المستقبلية الأخرى في الأعمال؟
المجال الآخر الذي يولد الكثير من الضجة هو الطباعة ثلاثية الأبعاد.
التصنيع المضاف.
بالضبط. يتم استخدامه بالفعل لإنشاء بعض مكونات الفضاء الجوي.
ولكن يبدو أن الإمكانات هائلة.
قطعاً. تخيل أنك قادر على طباعة أجزاء معقدة بهندسة داخلية معقدة مباشرة من التصميم الرقمي. لم تعد هناك حاجة لقوالب معقدة. هذا أمر مذهل. ولكن كيف يمكن مقارنة الطباعة ثلاثية الأبعاد بالقولبة بالحقن التقليدية من حيث خصائص المواد الدقيقة وما إلى ذلك؟
هذا سؤال عظيم. لا تزال الطباعة ثلاثية الأبعاد تقنية حديثة نسبيًا، ولكنها قادرة بالفعل على إنتاج أجزاء بدقة مذهلة.
ماذا عن المواد؟
نطاق الخيارات يتوسع بسرعة. نحن نشهد الآن طباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام المعادن والسيراميك وحتى البوليمرات عالية الأداء مثل Peek.
رائع. فهل ستحل الطباعة ثلاثية الأبعاد محل قوالب الحقن التقليدية في الفضاء الجوي؟
لا يتعلق الأمر بالضرورة بالاستبدال، بل بتوسيع الإمكانيات. كل تقنية لها نقاط القوة والضعف الخاصة بها.
يمين. لا يزال القول بالحقن فعالاً بشكل لا يصدق في الإنتاج الضخم.
بالضبط. بينما تتفوق الطباعة ثلاثية الأبعاد في إنشاء أجزاء معقدة مخصصة، غالبًا مع فترات زمنية أقل.
ونفايات مادية أقل.
يمين. لذا فإن مستقبل صناعة الطيران من المرجح أن يتضمن مزيجًا من كلا التقنيتين.
يبدو الأمر وكأنه ثنائي قوي يعمل معًا.
بالضبط. وهذا مجرد غيض من فيض. هناك الكثير مما يحدث في علوم المواد وتكنولوجيا التصنيع، ومن الصعب مواكبة ذلك.
مثل ماذا؟ أعطني بعض الأمثلة.
المواد النانوية، والتصميمات المستوحاة من الحيوية، والتحسين القائم على الذكاء الاصطناعي. إنه مجال ديناميكي بشكل لا يصدق.
إنه حقا كذلك.
نعم.
ولكن مع كل هذا الابتكار، أعتقد أنه لا بد من وجود تحديات أيضًا.
وبطبيعة الحال، أحد أكبر هذه العوامل هو الطلب المستمر على المواد الأخف والأقوى.
لأننا عندما ندفع حدود.
الأداء، فنحن بحاجة إلى مواد يمكنها تحمل ضغوط أكبر. درجات حرارة أعلى، وبيئات أكثر قسوة.
إنه مثل سباق مستمر ضد حدود الفيزياء والكيمياء.
لقد حصلت عليه. ثم هناك مسألة التكلفة.
يمين. إن تطوير هذه المواد والعمليات المتطورة أمر مكلف.
وتبحث صناعة الطيران دائمًا عن طرق لتحسين الكفاءة وتقليلها.
التكاليف دون المساس بالسلامة أو الأداء.
بالطبع، إنها عملية موازنة دقيقة.
يبدو الأمر كذلك. ولكن من الواضح أن هذه التطورات تؤدي إلى المزيد من الأمان والكفاءة والمزيد.
الطائرات المستدامة، والتي تعود بالنفع على الجميع في نهاية المطاف.
ولا يقتصر الأمر على الطيران التجاري فقط، أليس كذلك؟
قطعاً. تتيح لنا هذه الابتكارات أيضًا استكشاف الفضاء بطرق جديدة ومثيرة.
فكيف تؤثر هذه التطورات على استكشاف الفضاء؟
حسنًا، أحد الأمثلة البارزة هو تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
الشخص الذي يرسل تلك الصور المذهلة.
هذا هو واحد. لم تكن مرآتها الأساسية الشهيرة، المكونة من 18 قطعة سداسية، ممكنة لولا المواد المتقدمة وتقنيات التصنيع.
تلك الأجزاء المرآة مصنوعة من البريليوم، أليس كذلك؟
بالضبط. معدن خفيف الوزن وقوي بشكل لا يصدق ومقاوم للتشوه الحراري.
وكان يجب أن يكون كل جزء دقيقًا بشكل لا يصدق.
أوه، بالتأكيد. للتأكد من أن التلسكوب يمكنه التقاط تلك الصور الواضحة تمامًا.
إنه لأمر مدهش مدى أهمية كل التفاصيل في مهمة كهذه.
ولا يقتصر الأمر على التلسكوبات فقط. فكر في الدروع الحرارية التي تحمي المركبات الفضائية أثناء دخولها الغلاف الجوي.
عليهم أن يتحملوا بعض الحرارة الشديدة.
آلاف الدرجات المئوية، مع الحفاظ على خفة الوزن والمتانة.
إذن ما هي المواد التي يستخدمونها لذلك؟
تلعب المواد المركبة والسيراميك المتقدمة دورًا حاسمًا.
من الواضح أن الطيران والقولبة بالحقن وعلوم المواد تدفع الحدود بطرق عديدة.
الأمر المثير بشكل خاص هو أن هذا المجال يتطور باستمرار.
هناك دائما شيء جديد لاكتشافه.
بالضبط. ولكم أيها المستمعين هذه دعوة للتعمق أكثر في هذا العالم.
اختر مادة أو تقنية أو مشروعًا واستكشفها.
ستندهش من البراعة والابتكار الذي تجده.
إنه تذكير عظيم بأنه حتى في العالم الذي غالبًا ما يُسيطر عليه البرمجيات والتكنولوجيا الرقمية، فإن العالم المادي لا يزال يشكل المستقبل.
المواد التي نصنعها، والعمليات التي نطورها، كلها تلعب دورًا حاسمًا.
لذا، بينما نختتم الجزء الثاني من تعمقنا، أشجعك على البقاء فضوليًا ومواصلة الاستكشاف ومن.
كما تعلم، ربما تكون أنت الشخص الذي يكتشف المادة أو تقنية التصنيع الرائدة التالية.
الذي يأخذ الفضاء إلى ارتفاعات أكبر.
نعم.
الآن إلى الجزء الثالث.
حسنًا، لقد عدنا، وقمنا بتغطية الكثير من الأرض في هذا الغوص العميق في قوالب حقن الفضاء الجوي.
لقد رأينا المواد المذهلة والعمليات الدقيقة والدفع المستمر للابتكار.
لكن قبل أن نختتم الأمور، أعتقد أن هناك سؤالًا آخر نحتاج إلى الإجابة عليه.
الفيل في الغرفة، إذا جاز التعبير.
بالضبط. لماذا كل هذا مهم؟
لماذا يجب على أي شخص أن يهتم بقولبة حقن الفضاء الجوي؟ من السهل أن تضيع في التفاصيل الفنية، ولكن في النهاية.
اليوم، يتعلق الأمر بالتأثير.
إذن ما هو تأثير هذا المجال؟
حسنًا، إنها أعمق بكثير وأوسع نطاقًا مما يدركه الكثير من الناس. إنه يمس حياتنا بطرق قد لا ندركها حتى.
حسنا، أنا مفتون. أعطني بعض الأمثلة.
حسنًا، بالنسبة للمبتدئين، فهو يساهم بشكل مباشر في توفير سفر جوي أكثر أمانًا وبأسعار معقولة. لذا فإن المواد الأخف وزنًا والأقوى تعني طائرات أكثر كفاءة في استهلاك الوقود. وهو ما يترجم إلى انخفاض أسعار التذاكر وانبعاثات أقل.
لذا، في المرة القادمة التي سأحجز فيها رحلة طيران رخيصة، يمكنني أن أشكر مهندسي الطيران هؤلاء.
بالضبط. لكن الأمر يتجاوز الطيران التجاري.
أوه نعم؟ أخبرني المزيد.
أحد أبرز الأشياء المتعلقة بالابتكار في مجال الطيران هو ميله إلى الانتقال إلى صناعات أخرى.
تتدفق إلى أسفل؟
نعم. هل تعرف تلك المواد وتقنيات التصنيع التي تم تطويرها لتلبية المتطلبات القصوى للفضاء؟
يمين.
غالبًا ما يجدون تطبيقات جديدة في مجالات أخرى.
مثل ماذا؟
تصميم السيارات، الأجهزة الطبية، الإلكترونيات الاستهلاكية. القائمة تطول.
لذا، فإن مركبات ألياف الكربون فائقة القوة وخفيفة الوزن والمصممة للطائرات قد ينتهي بها الأمر في هاتفي الذكي القادم.
بالضبط. أو حتى طرف صناعي.
إنه مثل التأثير المضاعف حيث يفيد التقدم في مجال واحد عددًا لا يحصى من المجالات الأخرى.
ولا يقتصر الأمر على المواد نفسها. لقد وضعت طرق الاختبار الصارمة ومراقبة الجودة التي تم تطويرها في مجال الطيران معيارًا ذهبيًا.
لذلك فهي تؤثر على الصناعات الأخرى أيضًا.
قطعاً. مما يؤدي إلى منتجات أكثر أمانًا وموثوقية في جميع المجالات.
إنه لأمر مدهش كيف يمكن لشيء يبدأ في الفضاء الجوي أن يكون له مثل هذا التأثير الهائل.
إنه يسلط الضوء حقًا على الترابط بين العلوم والهندسة.
لكن الأمر لا يتعلق فقط بالتأثيرات الملموسة. يمين.
أنت على حق. هناك أيضًا أهمية أعمق وغير ملموسة للفضاء.
ماذا تقصد؟
لقد كان دائما يمثل الطموح البشري. دافعنا لاستكشاف المجهول ودفع الحدود.
هذا الشعور بالعجب والاحتمال.
بالضبط. إنه يلهم عددًا لا يحصى من الأشخاص، وخاصة العقول الشابة، الذين قد يحلمون بأن يصبحوا علماء ومهندسين ورواد فضاء.
إن قالب حقن الفضاء الجوي، بمزيجه من المواد المتطورة والهندسة الدقيقة، يجسد تلك الروح بشكل مثالي.
إنه تذكير بأنه حتى في عالم تهيمن عليه البرمجيات والعالم الرقمي، لا يزال العالم المادي يتمتع بقوة هائلة لتشكيل مستقبلنا.
الأشياء التي نصنعها ونبنيها.
بالضبط. وتكمن هذه القوة في أيدينا عندما نتعلم المزيد عن المواد، ونطور تقنيات جديدة، وندفع حدود الدقة والأداء.
نحن لا نبني طائرات أو مركبات فضائية أفضل فحسب.
نحن نقوم بتوسيع مجال الإمكانات البشرية.
إنها فكرة متواضعة ودعوة للعمل.
لدينا جميعا دور نلعبه في تشكيل المستقبل.
سواء كان ذلك من خلال حياتنا المهنية، أو دعمنا للبحث، أو ببساطة عن طريق إلهام العالم.
الجيل القادم، يمكننا جميعًا المساهمة في هذه الرحلة.
لذا بينما نختتم هذا الغوص العميق في قوالب حقن الفضاء الجوي، أريدكم أن تتذكروا هذا.
في المرة القادمة التي ترى فيها طائرة تحلق في السماء أو صاروخًا ينطلق إلى الفضاء.
خذ لحظة لتقدير المواد المذهلة والأشخاص المتفانين الذين جعلوا ذلك ممكنًا.
إنها شهادة على براعة الإنسان ولمحة عن مستقبل مليء بالإمكانيات.
شكرا لانضمامك إلينا في هذه الرحلة المذهلة. ولا تتوقف أبدا
