تعيد Max Space ابتكار الموائل القابلة للتوسيع بلمسة من القرن السابع عشر، وسيتم إطلاقها في عام 2026

لقد تحول العمل وحتى العيش في الفضاء من الخيال البعيد إلى واقع لا مفر منه على ما يبدو، ولكن يبقى السؤال: كيف سيبدو بالضبط الجيل القادم من السكن في الفضاء؟ بالنسبة لـ Max Space، الإجابة واضحة، وكانت كذلك منذ عقود، وحتى قرون. يمكن لجيل جديد من الموائل القابلة للتوسيع أن يوفر الأمان ومساحة كافية لتمديد ساقيك، وسيتم إنشاء الجيل الأول في عام 2026.

يقود الشركة الناشئة آرون كيمر، الذي كان يعمل سابقًا في Made in Space، ومكسيم دي يونج، المهندس الذي تجنب الأضواء بشكل مجتهد على الرغم من كونه المشارك في إنشاء الموائل القابلة للتوسيع مثل تلك المرتبطة حاليًا بمحطة الفضاء الدولية.

ويعتقدون أن لحظة الاختراق لهذا النوع من الهياكل الموجودة في الفضاء من المقرر أن تصل في أي عام الآن. ومن خلال وضع أنفسهم كخليفة للتصاميم القديمة التي ينتهجها الآخرون منذ عقود من الزمن – وإجراء تحسينات جوهرية عليها – يمكنهم الاستحواذ على ما قد يكون في نهاية المطاف سوقًا تبلغ قيمتها مليارات الدولارات.

تعد الموائل القابلة للتوسيع في Max Space بأن تكون أكبر وأقوى وأكثر تنوعًا من أي شيء مثلها تم إطلاقه على الإطلاق، ناهيك عن أنها أرخص وأخف وزنًا بكثير من الهيكل الصلب المصنوع آليًا. وعلى الرغم من مظهرهم الذي يشبه البالون، إلا أنهم، مثل أسلافهم، يتمتعون بالمرونة التامة في مواجهة مخاطر الفضاء العديدة والمتنوعة.

ولكن هل يمكن لشركة ناشئة أن تتنافس مع شركات الطيران الكبرى التي تتمتع بعقود من التراث والخبرة في مجال الطيران؟ لا يبدو أن دي يونج قلق بشأن هذا الجزء.

قال لي: “إن شعاري هو ألا تجرب أبدًا أي شيء تعرف أنه يمكنك القيام به مسبقًا”.

وأضاف: “… الذي يعود ليعضني باستمرار”.

تراث ترانسب

تعود الموائل القابلة للتوسيع إلى زمن طويل، ولكن أول استخدام حقيقي لها كان في مشروع TransHab في وكالة ناسا في التسعينيات، حيث تم تطوير النهج الأساسي.

على عكس مظهرها، فإن البالونات القابلة للتوسيع ليست مجرد بالونات كبيرة. الطبقة الخارجية المرئية، كما هو الحال مع العديد من المركبات الفضائية، هي مجرد طبقة رقيقة تعكس الضوء وتبديد الحرارة. يكمن الهيكل والقوة في الداخل، ومنذ ترانسهاب، أصبحت التقليد الراسخ هو تقنية “نسج السلة”.

في هذه الطريقة، يتم ترتيب أحزمة الكيفلار وغيرها من المواد عالية القوة في اتجاهات متناوبة ويتم خياطتها معًا يدويًا، وعند التمدد تشكل سطحًا مثل سلة منسوجة، مع توزيع الضغط الداخلي بالتساوي عبر جميع آلاف التقاطعات.

أو على الأقل، هذه هي النظرية.

عمل De Jong، من خلال شركته Thin Red Line Aerospace، بنجاح مع Bigelow Aerospace لتطوير وإطلاق هيكل نسج السلة هذا، لكن كانت لديه شكوك منذ البداية حول إمكانية التنبؤ بالعديد من الغرز والتداخلات والتفاعلات. قد تؤدي أي مخالفة صغيرة إلى فشل متتالي حتى أقل بكثير من عتبات الأمان.

“لقد نظرت إلى كل هذه الأشرطة، وكرجل ميداني كنت أفكر، هذه مجموعة. وقال: “بمجرد أن تتجاوز الضغط أو تتعرض له، فإنك لا تعرف نسبة الحمولة التي سيتم نقلها في اتجاه أو آخر”. “لم أجد حلاً لها أبداً.”

وسارع إلى إضافة أن الأشخاص الذين يعملون على تصميمات نسج السلال اليوم (في المقام الأول في سييرا نيفادا ولوكهيد مارتن) يتمتعون بكفاءة عالية وقد طوروا التكنولوجيا بشكل واضح إلى ما هو أبعد مما كانت عليه في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، عندما تم بناء الموائل الرائدة القابلة للتوسيع في بيجلو. وانطلقت. (لا يزال سفر التكوين الأول والثاني في المدار اليوم بعد 17 عامًا، وقد تم ربط موطن BEAM بمحطة الفضاء الدولية منذ عام 2016).

لكن التخفيف ليس حلا. على الرغم من أن نسج السلة، بتراثه في الطيران والاختبارات المكثفة، ظل دون منازع باعتباره الطريقة المفضلة للمواد القابلة للتوسيع، إلا أن وجود تصميم دون المستوى الأمثل في مكان ما في العالم كان يطارد دي يونج، بالطريقة التي تطارد بها مثل هذه الأشياء المهندسين دائمًا. من المؤكد أن هناك طريقة للقيام بذلك كانت قوية وبسيطة وآمنة.

مايلر وبرنولي

لقد جاء الحل، كما تفعل هذه الأشياء في كثير من الأحيان، بالصدفة، منذ حوالي 20 عامًا. لقد كان وقتًا مظلمًا بالنسبة لدي يونج: في العمل، بعد أن رفضت محاولات الاستحواذ من قبل Bigelow، كانت شركته تعاني. وفي المنزل، كان هو وزوجته “يعيشان على بطاقات الائتمان – لقد بعنا سيارتنا”. والأهم من ذلك أن ابنه كان مريضا وهو في المستشفى.

قال لي: “لقد سئمت حقاً من بالونات “الشفاء”، لأن ابني لم يكن يتحسن”.

وبينما كان يفكر بحزن في مايلر المملوء بالهيليوم، صدمه شيء ما: “كل مجلد يمكنك وضع شيء ما فيه يحمل حمولة في اتجاهين. بالون مايلر الخاص بالأطفال… هناك قرصان وكل هذه التجاعيد – كل الضغط يقع على محور واحد. هذا شذوذ رياضي!

إن الشكل الذي يتخذه البالون يعيد توجيه القوى المؤثرة عليه بحيث يسحب الضغط في اتجاه واحد فقط: بعيدًا عن مكان اتصال النصفين. فهل يمكن تطبيق هذا المبدأ على نطاق أوسع؟ سارع دي يونج إلى الأدبيات للبحث عن هذه الظاهرة، ليجد أن هذا الهيكل قد تم توثيقه بالفعل – منذ 330 عامًا، على يد عالم الرياضيات الفرنسي جيمس برنولي.

كان هذا أمرًا مُرضيًا وربما مهينًا بعض الشيء، حتى لو لم يكن برنولي يقصد هذا الشذوذ المثير للاهتمام للسكن المداري.

“التواضع سوف يوصلك إلى هذا الحد. عرف الفيزيائيون وعلماء الرياضيات كل هذا منذ القرن السابع عشر. أعني أن برنولي لم يكن لديه إمكانية الوصول إلى هذا الكمبيوتر، بل مجرد حبر على ورق! قال لي. «أنا ذكي إلى حدٍ ما، لكن لا أحد يعمل في الأقمشة؛ في أرض العميان، الأعور هو الملك. عليك أن تكون صادقًا، وعليك أن تنظر إلى ما يفعله الآخرون، وعليك أن تحفر، تحفر، تحفر.

ويوضح دي يونج أنه من خلال تشكيل شكل برنولي (الذي يُسمى إيزوتنسويد) من الحبال، أو “الأوتار”، فإن كل مشكلة تتعلق بالمواد القابلة للتوسيع تحل نفسها بشكل أو بآخر.

“إنه محدد من الناحية الهيكلية. هذا يعني أنه إذا أخذت سلكًا بطول معين، فإن ذلك سيحدد الشكل الهندسي بأكمله: القطر، والارتفاع، والشكل – وبمجرد حصولك على ذلك، فإن الضغط هو PSI عند خط الاستواء، مقسومًا على عدد الحبال . وسلك واحد لا يؤثر على الآخرين، فأنت تعرف بالضبط مدى القوة التي يجب أن يكون عليها الحبل الواحد؛ وقال: “كل شيء يمكن التنبؤ به”.

“إنها عملية بسيطة بغباء.”

جميع القوى المهمة هي ببساطة شد هذه الحبال (96 منها في النماذج الأولية، كل منها يقدر بـ 17.000 رطل)، وتسحب المراسي عند طرفي الشكل. وكما قد تتخيل من الجسور المعلقة وغيرها من الهياكل عالية التوتر، فإننا نعرف كيفية جعل هذا النوع من الاتصال قويًا جدًا. من السهل إضافة الفجوات الخاصة بحلقات الإرساء والنوافذ والميزات الأخرى.

يمكن أيضًا تعديل الطريقة التي تشوه بها الأوتار لتتناسب مع أشكال مختلفة، مثل الأسطوانات أو حتى الأجزاء الداخلية غير المستوية للكهف القمري. (كان De Jong متحمسًا جدًا لهذه الأخبار – فالنفخ هو حل مناسب للغاية لمسكن داخلي على سطح القمر).

ونظرًا لأن الهيكل المضغوط موثوق به للغاية، فيمكن سلخه بمواد تم اختبارها أثناء الطيران تستخدم بالفعل للعزل ومنع الإشعاع والنيازك الدقيقة وما إلى ذلك؛ نظرًا لأنها لا تتحمل الأحمال، فإن هذا الجزء من التصميم بسيط أيضًا. ومع ذلك، فإن الأمر برمته يُضغط على شكل فطيرة يبلغ سمكها بضع بوصات فقط، والتي يمكن طيها أو لفها حول حمولة أخرى مثل البطانية.

قال دي يونج: “أكبر المطاطية التي صنعها أي شخص، وقد فعلناها مع فريق من خمسة أشخاص في ستة أشهر” – على الرغم من أنه أضاف أن “تحديات التنفيذ الصحيح معقدة بشكل مدهش” وأشاد بخبرة هذا الفريق.

ما فعله دي يونج هو اكتشاف، أو ربما إعادة اكتشاف، طريقة لصنع غلاف في الفضاء يتمتع بقوة هيكلية مماثلة للمعادن المُشكَّلة، ولكن باستخدام جزء صغير فقط من الكتلة والحجم. ولم يضيع أي وقت في العمل عليه. ولكن من سيطير بها؟

أدخل ماكس الفضاء

لقد شهد Thin Red Line الكثير من إبداعاته تذهب إلى المدار. لكن هذا الجهاز الجديد القابل للتوسيع واجه معركة طويلة وشاقة. بالنسبة لرحلات الفضاء، يتم تفضيل الأساليب والتقنيات المعمول بها بشدة، مما يؤدي إلى مشكلة 22: أنت بحاجة للذهاب إلى الفضاء للحصول على تراث الطيران، وتحتاج إلى تراث الطيران للذهاب إلى الفضاء.

وقد ساعد انخفاض تكاليف الإطلاق والمستثمرين في الألعاب على كسر هذه الحلقة في السنوات الأخيرة، ولكن لا يزال من غير السهل أن يتجلى ذلك على مركبة الإطلاق.

وبينما كان دي يونج يعمل على الأيزوتنسويد لأكثر من عقد من الزمان، كان يشعر بالقلق من أنه لن يراه يطير أبدًا. على الرغم من أنه كان يتلقى عروض استحواذ متكررة – “كانت مغرية، لكنني لم أرغب في بيع روحي إلى الجانب المظلم” – إلا أنه أراد أن يضع فكرته في المدار.

جاء آرون كيمر، الذي كانت شركته Made In Space تضع حمولات في محطة الفضاء الدولية لسنوات. بعد أن باع للتو، كان يفكر في الشيء الكبير التالي – حرفيًا.

“لقد أدركت بسرعة أنه إذا أردنا جلب التسويق الحقيقي (المصانع الكبيرة، والإسكان، والمختبرات، وما إلى ذلك) إلى الفضاء، فإننا بحاجة إلى المزيد من الحجم. وأوضح أن المواد القابلة للتوسيع هي الحل الشامل الوحيد الذي يسمح بتحقيق ذلك. “ولا أحد في العالم يعرف الفضاء القابل للتوسيع أفضل من مكسيم.”

وقال كيمر: “وكالة ناسا، وشركات الدفاع والسياحة والتصنيع الفضائي، والشركات الراغبة في تصنيع الأدوية في الفضاء، وحتى شركات الترفيه – بالنسبة لكل هذه الشركات، فإن القيام بأي شيء في الفضاء أمر مكلف للغاية”. يأتي جزء كبير من هذه النفقات من الإطلاق، لكن هذه التكلفة تنخفض باستمرار مع تضاعف العرض، في حين أن الحجم الذي يمكن الوصول إليه في الفضاء لم يزد إلا بشكل هامشي لعقود من الزمن مع ارتفاع الطلب.

ومن ثم، Max Space، وهي شركة ناشئة تم إنشاؤها خصيصًا لتسويق النهج الجديد – الاسم هو إشارة إلى وجود مساحة أكبر في الفضاء، وتكريمًا لـ (مكسيم) دي يونج، الذي اعتقد كيمر أنه يستحق المزيد من التقدير بعد العمل لعقود من الزمن في عدم الكشف عن هويته النسبي (“وهو ما يناسبني تمامًا” ، كما أشار).

سيتم إطلاق مهمتهم الأولى في عام 2026 على متن مركبة مشاركة الرحلات SpaceX، وستكون بمثابة دليل على المفهوم حتى يتمكنوا من الحصول على تراث الرحلة، وهي إحدى المزايا التي تتمتع بها المواد القابلة للتوسيع الموجودة على الأيزوتينويدات.

وقال كيمر: “سنذهب إلى المدار الأرضي المنخفض، وننفخ أكبر طائرة قابلة للنفخ للذهاب إلى الفضاء على الإطلاق، ثم نتركها هناك لفترة من الوقت ونرى ما سيحدث”. سيكون بها بعض الحمولات الصغيرة للعملاء، لكنها ثانوية. بمجرد أن يثبتوا المفهوم مع هذا الصغير – 2 متر مكعب يتسع إلى 20، والذي يمكن أن نسميه بحجم غرفة النوم – الشيء الحقيقي سيكون أكبر بكثير، كما هو موضح بالفعل على السطح.

“ستكون وحدتنا الأولى القابلة للتوسيع مماثلة في الحجم لوحدات المحطة الفضائية الحالية، وتتراوح في عشرات إلى مئات الأمتار المكعبة. في نهاية المطاف، نهدف إلى آلاف الأمتار المكعبة. وقال كيمر: “لن يساعدنا هذا في طريقنا إلى المدار فحسب، بل سيساعدنا أيضًا في مهمات إلى القمر والمريخ”.

وصف الاثنان مجموعة متنوعة غنية من المكونات الداخلية، والتي يمكن تعبئة أي منها أو إضافتها لاحقًا: الزراعة، والمعيشة، والتصنيع، والبحث – إذا كان ما تحتاجه هو الحجم، فإن Max Space جاهز لتوفيره. وقال كيمر إنه يتوقع أن ينفجر السوق (من المستحيل تجنب هذه العبارة) في الوقت الذي يتظاهرون فيه في الفضاء، لأنه بحلول ذلك الوقت ستكون المركبات الثقيلة والسكن في الفضاء بعيدة بما يكفي بحيث تبدأ الصناعة في المطالبة بعد الجيل القادم من الحلول.

عندما يفعلون ذلك، سيكون Max Space جاهزًا بإجابتهم.