يعمل باحثون في الصين على تطوير نسخة خاصة بهم من روبوت SpiderFab الذي كانت قد اقترحته NASA في وقت سابق، بهدف تصنيع هياكل ضخمة مباشرة في الفضاء.

ويُعد هذا المشروع محاولة لإحياء فكرة قديمة لم تُختبر عملياً في المدار، لكنها تحمل إمكانات كبيرة لتغيير طريقة بناء المنشآت الفضائية.

فكرة بناء المنشآت مباشرة في الفضاء

يعتمد المفهوم على استخدام روبوتات قادرة على تصنيع هياكل مثل الألواح الشمسية أو الهوائيات في الفضاء باستخدام مواد خام مثل الألياف الكربونية.

بدلاً من إطلاق هياكل جاهزة من الأرض، يمكن لهذه الروبوتات إنشاء مكونات ضخمة في بيئة الجاذبية المنخفضة أو شبه المنعدمة، ما يزيل القيود الحالية المتعلقة بالحجم والوزن.

قيود الطرق التقليدية

حالياً، يجب تصميم جميع المعدات الفضائية بحيث يمكن طيّها داخل الصواريخ قبل إطلاقها، ثم نشرها في المدار. ورغم نجاح هذه الطريقة، إلا أنها تفرض قيوداً صارمة على:

حجم الحمولة

وزنها

قدرتها على تحمل ظروف الإطلاق القاسية

وهذا يحد من إمكانية إنشاء مشاريع فضائية ضخمة.

تقنية مستوحاة من خيوط العنكبوت

تشبه فكرة الروبوت الجديد طريقة نسج العناكب لشبكاتها، حيث يمكنه "طباعة" الهياكل ثلاثية الأبعاد في الفضاء باستخدام بكرات من الألياف الكربونية.

ومن الناحية النظرية، يمكن لهذه التقنية إنشاء هياكل عملاقة مثل:

هوائيات بعرض كيلومترات

مصفوفات شمسية ضخمة

دون قيود تقليدية، طالما توفرت المواد الخام.

تحسينات صينية على الفكرة الأصلية

تمكن فريق من معهد شنيانغ للأتمتة في الصين من معالجة مشكلتين رئيسيتين واجهتا مشروع ناسا:

استخدام مواد متطورة

يعتمد الروبوت الصيني على مركبات الألياف الكربونية بدلاً من الألياف النقية، ما يسمح بتشكيل أنابيب مجوفة طويلة تتميز بـ:

قوة عالية

وزن خفيف

ملاءمة للبيئة الفضائية

وصلات مدمجة بدون مسامير

يمكن تصميم الهياكل بحيث تحتوي على وصلات ثلاثية الأبعاد مدمجة، ما يلغي الحاجة إلى:

المسامير

المواد اللاصقة

كما يمكن دمج الأجزاء باستخدام تقنيات الليزر لخلق وصلات قوية ونظيفة.

نتائج أولية واعدة

لا يزال الروبوت في مرحلة البحث والتطوير على الأرض، إلا أن الاختبارات الأولية أثبتت نجاح الفكرة. وقد تمكن الفريق من بناء نموذج مصغر لهوائي في بيئة مخبرية.

تحديات مستقبلية

رغم التقدم، لا تزال هناك تحديات رئيسية يجب التغلب عليها، منها:

تحسين دقة التجميع الذاتي في بيئة الجاذبية الصغرى

ضمان محاذاة دقيقة للهياكل الكبيرة

مقاومة الإشعاع والظروف القاسية في الفضاء

ضمان المتانة على المدى الطويل.

خطوة نحو أنظمة فضائية متقدمة

يرى الباحثون أن بناء الهياكل مباشرة في المدار قد يصبح تقنية أساسية في الجيل القادم من أنظمة الفضاء، حيث يمكن تصنيع وتجميع المكونات في الفضاء دون الحاجة إلى قيود الإطلاق من الأرض.