مستجدات في العلوم والتكنولوجيا

التفاصيل

تم إنشاءه بتاريخ السبت, 28 تشرين1/أكتوير 2017 19:32

كتب بواسطة: د.هيثم االشيباني

                          الدكتور هيثم الشيباني
                            خبير في البيئه
                         عميد كلية هندسة سابق

مستجدات في العلوم والتكنولوجيا


المدخل :
أشعر بالاستفزاز عندما أطلع على التقدم المذهل في العلوم والتكنولوجيا على مساحة المعمورة , وأفرح كثيرا كلما عرفت أن هذا كله يصب في صالح البشريه , وخصوصا الأنسان والبيئه التي تحيط به وتمده بمقومات الحياة.
التقنية الشمسية المبتكرة
ستتمكن المباني قريبًا من تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء دون الحاجة إلى الألواح الشمسية، ويعود الفضل في هذا إلى التقنية الحديثة المبتكرة .

حيث يطور خبراء الطاقة المتجددة في جامعة إكستر هذه التقنية الحديثة   والتي ستؤدي إلى انتشار ما يسمى المباني منخفضة الكلفه.
صممت هذه التقنيه على غرار القرميد الشمسي الذي ابتكرته شركة تسلا التي يمتلكها ألون  ماسك  (1)

وهي مكعبات زجاجيه مبتكره مصممه خصيصا لجمع الطاقة الشمسية وتحويلها الى كهرباء.
تستهلك المباني عادة أكثر من 40% من الكهرباء في العالم، لذا فإن اعتماد هذه التقنية الجديدة سيتيح إمكانية إنتاج الكهرباء في موقع الاستخدام، مع دمجها  بسهولة في هيكل المبنى . وتسمى المكعبات ( سولار سكواريد) وهي زجاجيه تسمح بعبور ضوء النهار الى أرجاء المبنى.
وستتمكن المباني قريبًا من تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء دون الحاجة إلى الألواح الشمسية، ويعود الفضل في هذا إلى التقنية الحديثة المبتكرة .
 وتزود المكعبات بعدسات ذكية تركز خلايا شمسيه صغيره , مما يعزز الطاقة الكلية التي تزودها كل خليه شمسيه , الى المبنى بكهرباء يكفي للاستخدام والتخزين وشحن السيارات الكهربائيه.
ويتطلع فريق جامعة إكستر الذي أنشأ شركة (بيلد سولار) لصناعة هذا المنتج الرائد وتسويقه، وتشجيع الاستثمار لإجراء الاختبار التجاري عليه بهدف طرحه في الأسواق بحلول العام 2018 .
قال الدكتور(حسن بيج ) مؤسس شركة  (بيلد سولار ) وزميل باحث في معهد البيئة والاستدامة في جامعة إكستر: تعد خلايا الطاقة الشمسية المستخدمة في البناء صناعة متنامية بمعدل نمو سنوي تبلغ نسبته 16% و إن إنشاء شركة يمكنها أن تلبي هذا الطلب المتزايد لا ريب أنه سيعود بالفائدة على اقتصاد المملكة المتحدة على المدى البعيد .
وقال البروفيسور (تاباس ماليك) كبير المستشارين العلميين في شركة (بيلد سولار) :نحن نهدف لابتكار تقنيات شمسية متكاملة وجذابة وذات كفاءة بأسعار معقولة   . إنه مشروع مثير يعتمد على  التصور المناسب في مجال البناء والإنشاءات عند تطوير المباني العامة والمكاتب الجديدة فضلًا عن مشاريع البنى التحتية كمحطات القطار ومواقف السيارات .
يعتقد فريق ( بيلد سولار) أن مكعباتهم الزجاجية التي ابتكروها تتميز بعزل حراري أفضل من الأنواع الزجاجية التقليدية، بالإضافة إلى تفوقها في تأمين الطاقة للمباني . وما زال التقديم لبراءة اختراع هذه التقنية في مرحلة النموذج الأولي، ويعمل الفريق الآن على صقل تصميمه لاختبار هذه التقنية في المواقع التجريبية .
ان هذا الابتكار الى جانب المركبات الكهربائيه يعني أننا أمام فرص جديدة لتوليد الكهرباء.  

التركيب الضوئي الاصطناعي
وصف بيل جيتس عملية التركيب الضوئي الاصطناعي – بأنها عملية تستخدم ضوء الشمس لإنتاج الهيدروجين والأوكسجين والكربون- بالعملية السحرية، فإذا استطعنا تحسين فعالية هذه العملية، فسننتج كميات وافرة من الوقود النظيف لسيارات المستقبل .
ان التركيب الضوئي عملية طبيعية أساسية تبقي النباتات وكل شيء على الأرض على قيد الحياة، ويشمل ذلك الجنس البشري، فالنباتات تحول ثاني أوكسيد الكربون والماء إلى كربوهيدرات لتتغذى عليها وتطلق غاز الأكسجين الذي يتنفسه البشر خلال تلك العملية .
لكن لماذا لا نستفيد من هذه العملية الطبيعية ونستخدم ضوء الشمس لإنتاج الهيدروجين للوقود؟
قال بيل كيتس في لقاء مع وكالة  رويترز ان نجاح هذه الخطوه سيكون عظيما وأن استخدام السوائل سيغني عن مشكلات البطاريات , اذ يمكن تعبئة السوائل في خزان كبير واستخدامها عند الحاجه.
يهدف التركيب الضوئي الاصطناعي إلى تحويل مياه المحيطات والأنهار إلى عناصر الهيدروجين والأكسجين والكربون عن طريق استخدام ضوء الشمس، إذ يمكن استخدام الهيدروجين المنتج عن طريق التركيب الضوئي الاصطناعي بسهولة في خلايا الوقود المستخدمة في السيارات الكهربائية، بالإضافة إلى استخدام الهيدروجين في حفظ الطاقة الشمسية، ويمتاز الوقود السائل كالهيدروجين على البطاريات بخفة الوزن وانخفاض الحجم .
استُخدمت عملية التركيب الضوئي الاصطناعي في الهندسة الحيوية للجراثيم المنتجة للنتروجين لإنتاج السماد الغني بالنتروجين في التربة ,وتزيد هذه التقنية إنتاج المحاصيل في المناطق التي يصعب تزويدها بالأسمدة التقليدية , كما تمتص هذه الجراثيم الهيدروجين المنتج من عملية التركيب الضوئي الاصطناعي وتستخدمه لإنتاج مجموعة واسعة من السلع كالأدوية والأسمدة والوقود والبلاستيك، ويمكن تحديد ذلك كله عن طريق الهندسة الحيوية للجراثيم .
ان التحدي الرئيس الذي أبرزه التركيب الضوئي الاصطناعي هوتفوقه على التركيب الضوئي في الطبيعة، هو أن النبات يحول 1% فقط من الكربون والماء إلى كربوهيدرات, فرفع العلماء هذه النسبة إلى 10% في المختبرات وتمكن الباحثون في جامعة موناش في مالبورن في أستراليا من الوصول إلى نسبة  22%.  
أسس كيتس وهو من الداعمين لتقنيات الطاقة المتجدده عموما وعملية التركيب الضوئي خصوصا( بريك ثرو أنرجي )وهو تحالف عالمي لمجموعة من المستثمرين يهدف الى دعم الأبحاث المدعومة حكوميا في مجال الطاقة النظيفة, ويعتقد جيتس أن تطوير أشكال جديدة من الطاقة مثل عملية التركيب الضوئي الاصطناعي هو أمر حتمي ,ويقول   نحن بحاجة الى مفاجأة قطاع الطاقة بالطرق الاقتصادية البديلة للانتاج.واذا أردنا أن نتجنب المستويات العالية من الاحتباس الحراري , علينا أن نعمل بالسرعة القصوى.(2)
تطورات صناعة السيارات الكهربائيه:
بدأ تصدير سياره كهربائيه جديده بالمساهمه في تخفيض أسعار السيارات الكهربائيه حتى 20 ألف دولار , أو أقل.
وتضاعفت خيارات المستهلكين الأمريكيين الراغبين في شراء سيارة كهربائية، بعد بدء تسويق سيارة تسلا (الموديل 3) وابتكار مزودي المرافق والخدمات في ولاياتٍ ومدن مختلفة مزيدا من الحوافز، مما ساهم في انخفاض أسعار السيارات الكهربائية المطروحة في السوق، وعزز التحول نحو مركبات الطاقة النظيفة .
 وصارت تباع سيارة نيسان الجديدة (ليف)  في فلوريدا وأوهايو بسعرها الأدنى وبقيمة 13 ألف دولار، ويعود ذلك جزئيًا إلى طرح سيارات كهربائية جديدة في السوق .
وبدأت تتوالي سلسلة طرح أسعار السيارات الأقل فالأقل بسبب التخفيض الضريبي عليها لغاية 2500 دولار, حتى أن سعر السيارات وصل الى 10 آلاف دولار في سان ديياغو , وأنخفضت أسعار سيارة (نيسان ليف ) وكذلك سيارة (بي أم دبليو رغم فخامتها) أيضا.  
 وذلك ما سيدفع عدد  أكبر من التجار إلى خفض أسعار السيارات الكهربائية القديمة، وتقديم عروضٍ مغرية لفسح المجال أمام السيارات الكهربائية الجديدة .(3)
دراسات المناخ
أما في مجال دراسات المناخ فقد أظهرت دراسة جديدة من مختبر أثر المناخ، وهي جمعية مكونة من 25 خبيرًا من خبراء الاقتصاد والسياسات من مختلف مناطق الولايات المتحدة، أن الجنوب الأمريكي سيتأثر بتغير المناخ أكثر من أي منطقة أخرى في الولايات المتحدة. ويظهر التحليل أيضًا أن آثار تغير المناخ ستنقل الثروة من المدن الفقيرة في الغرب الأوسط والجنوب الشرقي إلى مدن أكثر ثراءً على السواحل وفي الشمال الشرقي، مما سيزيد من حدة التفاوت الاقتصادي الموجود حاليًا في الولايات المتحدة الأمريكية .
وستفقد بالنتيجة ولايات تعد دافئة أو حارة كفلوريدا، وأيرزونا، وتكساس وولايات الجنوب، إمكانات الدخل عندما تنتقل الوظائف والأنشطة الأخرى إلى مناطق أكثر برودة. وستشهد المدن في الولايات المحاذية لحدود خليج المكسيك بالتحديد ضريبة دخل على مستوى المدينة بسبب تغير المناخ , و ستكون هذه  (الضريبة )على شكل تكاليف طاقة خيالية في الصيف  ومحاصيل ضعيفة  وارتفاع مستوى البحار التي تحيط بالعقارات، وموجات الحر التي تتسبب بأزمات صحة عامة فتزيد من معدل الوفيات .
وسينخفض الناتج المحلي  الإجمالي في الولايات المتحدة بنسبة 1.2 بالمئة لكل ارتفاع في الحرارة مقداره درجة مئوية. ورغم أن شروط اتفاقية باريس تسمح ارتفاعًا مقداره أربعة درجات مئوية حتى نهاية هذا القرن، وحتى إن لم نتخط تلك الحدود، سيتقلص الناتج المحلي الإجمالي بنسبة تتراوح بين 1.6 إلى 5.6 بالمئة للولايات المتحدة الأمريكية.
وان لم يتم استيفاء شروط الاتفاقيه سيكون الأثر أكثر شدة .   كان أكبر انخفاض في الناتج القومي الاجمالي في الربع الأخير من عام 2008 , وتطلب التعافي من الانخفاض سنوات عديده وشهدت كل مناطق العالم عواقبه. تطلبت الدراسة محاكاة التكاليف الاقتصاديه للتغيير المناخي , وتعد أعمق تقييم اقتصادي للتغيير المناخي الناتج عن ممارسات الانسان حتى الآن.حذف الفريق العديد من المخاطر الحقيقيه بسبب عدم توفر بيانات مفصله لدعمها. إذ يتفق الباحثون مثلًا على أهمية التنوع الحيوي و (السلع غير السوقية )، لكن دون وجود طريقة دقيقة لتقييم تكاليف هذه الخسارات، لا يستطيعون ذكرها في الدراسة. وحذفوا أيضًا الاحتمال المتزايد للهجرة الجماعية والعنف الأهلي أو الصراعات العسكرية والجفاف  أو انهيارات كبيره في الجليد القطبي.
تنتهي إسقاطات الدراسة الاقتصادية في عام 2099، وعلى الرغم من الفائدة الأولية التي ستشعر بها المناطق الشمالية في الولايات المتحدة بسبب مشكلات الولايات الجنوبية الناتجة عن تغير المناخ، فلن يدوم ذلك. إذ يشير الباحثون في الدراسة الى أن الشمال سيعاني من أضرار اقتصادية أكثر حدة في حال استمر تغير المناخ للقرن التالي .
ناسا تخطط لصنع الأكسجين على المريخ

لصنع الأوكسجين من الغلاف الجوي على سطح المريخ تخطط ادارة الطيران والفضاء الأمريكيه للتعاون مع ( ناسا) , وذلك في خطوة رئيسيه لجعل الحياة ممكنه على هذا الكوكب في المستقبل .  
وأشارت صحيفة الأندبندنت البريطانية إلى أن ناسا تعتزم صناعة الأكسجين حالما يصل الروبوت القادم إلى الكوكب الأحمر الغامض في 2020، وأن العلماء يخططون لإرسال كائنات دقيقة إلى تراب المريخ .
وأوضحت أنهم سيجرون هذه التجربة على أمل الحصول على الأكسجين كمنتج ثانوي،   بحيث يمكن استخدامه للتنفس أو وقود  للصواريخ لتوفير الطاقة اللازمة لعودتها إلى الأرض. وقالت إنه في حال نجاح التجربة، فإنها ستمثل خطوة كبيرة نحو بناء مستعمرات بشرية على سطح المريخ .
وأشارت إلى أن الغلاف الجوي للمريخ يحتوي فقط على 0.13% من الأكسجين، بالمقارنة مع 21% في الغلاف الجوي لسطح الأرض .
ونسبت الصحيفة إلى (روبرت ليتفوت) نائب رئيس إدارة ناسا القول لموقع فيوتشرزم إن ناسا تخطط لإجراء تجربة لتوليد الأكسجين على سطح المريخ في 2020 من الغلاف الجوي للكوكب، وأن القدرة البشرية تمضي بهذا الاتجاه .
وأضافت الصحيفة أن لدى الحكومة الأميركية خططا لبناء درع مغناطيسي حول المريخ، وتركيب مفاعل نووي على سطح هذا الكوكب، وأنهم يأملون في إطلاق محطة فضائية بالقرب من القمر، وذلك لكي تشكل نقطة انطلاق للبعثات إلى بقية النظام الشمسي .
وأشارت إلى أن رجل الأعمال العالم الكندي الأميركي إيلون ماسك أعلن عن خطط لاستعمار المريخ والسكن على سطحه وأنه قدر كلفة عيش الفرد الواحد بحوالي عشرة مليارات دولار.
  (4)   

هل سيتم تفجير سطح المريخ نوويا من أجل إعداده للبشر ؟    

       
أيلون ماسك يكشف خطة التفجير النووي على المريخ لاعداد الكوكب للبشر

قال (إيلون ماسك)  مؤسس شركة  (سبيس إكس ) و (تيسلا موتورز ) في برنامج  (ليت شو مع ستيفن كولبير ) إن هناك طريقتان لتجهيز المريخ لاستقبال البشر :
 طريقة بطيئة وطريقة سريعة، إلا أن كليهما ترفعان درجة حرارة الكوكب .
الطريقة البطيئة هي إغراق الكوكب بغازات الاحتباس الحراري، وسيسبب هذا نوعا من تغير المناخ على المريخ خلال بضع سنوات .
أما الطريقة السريعة، فهي مثيرة للاهتمام أكثر من الأولى بشكل كبير، والتي تتمثل في  (إسقاط القنابل النووية فوق القطبين ) .
وأوضح ماسك إن طريقة القيام بذلك بكلفة معقولة ربما ستكون بواسطة صواريخ (سبيس اكس )، التي يمكن إعادة استخدامها .
كان آخر اختبار  تم لتلك التكنولوجيا قد فشل فشلا ذريعا، عندما انقلب الصاروخ وانفجر، إلا أن ماسك بالرغم من ذلك قال  في غضون من 2 إلى 3 سنوات في المستقبل، سوف تكون هذه الصواريخ مستعدة لنقل البشر للمريخ .
شركة سبيس إكس المملوكة لماسك تقوم بتصنيع صواريخ الفضاء، وخلال 7 سنوات من انشاءها قامت الشركة بتصميم عائلة صواريخ فالكون والمركبات الفضائية دراغون
وفي سبتمبر/أيلول 2009 أصبح صاروخ فالكون1 المنتج من شركة سبيس إكس والمصمم بواسطة ايلون ماسك أول صاروخ من شركة خاصة يخرج عن نطاق الأرض .
وفي 25 مايو/أيار عام 2012 كانت المركبة الفضائية دراغون هي أول مركبة تجارية خاصة ترسو على محطة الفضاء الدولية، وفي عام 2006 حصلت شركة ( سبيس إكس) على عقد من ناسا لإدارة واختبار صاروخ فالكون 9 لنقل حمولة من الأرض إلى محطة الفضاء الدولية .
وفي 23 ديسمبر/كانون الأول 2008 حصلت الشركه   على عقد من ناسا بقيمة 1.6 مليار دولار أمريكي، ينص على 12 رحلة إلى محطة الفضاء الدولية بواسطة الصاروخ فالكون 9 ومركبة الفضاء دراغون .(5)
استنتاجات مهمه:
ان التطورات في العلوم والتكنولوجيا تركض بتعجيل سريع جدا في عموم العالم المتقدم أولا ويليه العالم النامي ثم العالم دون النامي , وخوفي أن  نراوح نحن في مكاننا في حين أن العالم يتقدم فلا نكاد نلحق بالركب الذي لا ينتظر أمثالنا.
اني أحزن عندما أشاهد كيف تتقدم الأمم في حين  أرى أن بعض أدبياتنا ومقالاتنا غارقة في تكرار نجاحات توصلنا اليها في القرن السابق , ولا زلنا نعيش على أمجادها.
المطلوب هو أن نتفاعل مع الحاضر بايجابية ونتأمل الأمم التي نهضت من الحروب مثل اليابان وألمانيا و وأن لا تكون ممارساتنا طاردة حتى للأجيال التي تتطلع الينا بفخر واعتزاز.

(1)أيلون ماسك مخترع كندي أمريكي مبادر مهندس ولد في 28 يونيو 1971 من أصول جنوب أفريقيه , يشغل منصب المدير التنفيذي لشركة سبيس أكس وأسس عدة شركات حول العالم وشارك تيسلا موتورز وشركة تصنيع السيارات الذكيه ويشغل منصب رئيس مجلس ادارة شركة سولار سيتس. ويطمح ماسك بتأسيس شركة التداول النقدي الشهيره   وتجسيد فكرة نظام النقل فائق السرعه.  وهذا ما ذكرناه في بعض مقالاتنا السابقة
المصادر(2):

Big Think, Reuters, WE Forum,Breakthrough Energy Coalitio
المصادر(3): Electrek, Electrek, SDGE, Department of Energy
المصدر : الجزيرة,إندبندنت(4)

(5)
 https://arabic.rt.com/news/793691-%D8%A5%D9%8A%D9%84%D9%88%D9%86-%D9%85%D9%88%D8%B3%D9%83-%D8%AE%D8%B7%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D8%AA%D9%81%D8%AC%D9%8A%D8%B1-%D8%A7%D9%84%D9%86%D9%88%D9%88%D9%8A-%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%B1%D9%8A%D8%AE-%D8%A5%D8%B9%D8%AF%D8%A7%D8%AF-%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%88%D9%83%D8%A8-%D8%A7%D9%84%D8%A8%D8%B4%D8%B1/