فيسبوك
واتساب
نفذ طلاب كلية علوم الملاحة وتكنولوجيا الفضاء بجامعة بني سويف، مشروعا بحثيا بعنوان "تصميم ومحاكاة نظام الحبل الكهروديناميكي (Electrodynamic Tether) للتخلص الآمن من الأقمار الصناعية بعد انتهاء مهمتها بدون وقود، والذي يهدف إلى تقديم حل مبتكر ومستدام لمشكلة تزايد الحطام الفضائي في المدار الأرضي المنخفض (LEO)، من خلال تصميم وتطوير نظام يسمح بالتخلص من الأقمار الصناعية بعد انتهاء عمرها التشغيلي دون الحاجة إلى استخدام أي وقود.
سلامة المهمات الفضائية والأقمار العاملة في المدار الأرضي
وأكد فريق العمل، أن مشكلة الحطام الفضائي تعد من أبرز التحديات التي تواجه قطاع الفضاء على مستوى العالم، في ظل الزيادة المستمرة في أعداد الأقمار الصناعية، وما يترتب على ذلك من مخاطر تهدد سلامة المهمات الفضائية والأقمار العاملة في المدار الأرضي المنخفض، الأمر الذي دفع فريق المشروع إلى البحث عن وسيلة عملية ومنخفضة التكلفة تساهم في الحفاظ على استدامة البيئة الفضائية.
المشروع يسهم في تقليل الحطام الفضائي والحفاظ على استدامة استخدام الفضاء
وأكد الطلاب، أنه يعتمد المشروع على تصميم وتطوير نظام الحبل الكهروديناميكي (Electrodynamic Tether - EDT)، وهو نظام يقوم على نشر حبل موصل للكهرباء من القمر الصناعي بعد انتهاء مهمته، حيث يتفاعل الحبل مع المجال المغناطيسي للأرض والبلازما المحيطة، بما يؤدي إلى توليد قوة لورنتز (Lorentz Force)، التي تعمل على تقليل سرعة القمر الصناعي تدريجيًا، ومن ثم خفض مداره حتى يدخل الغلاف الجوي ويحترق بصورة آمنة، وهو ما يسهم في تقليل الحطام الفضائي والحفاظ على استدامة استخدام الفضاء.
المشروع تضمن تصميما هندسيا متكاملا يشمل الجانب الميكانيكي
وأوضح الطلاب، أن المشروع تضمن تصميما هندسيا متكاملا يشمل الجانب الميكانيكي لنظام نشر الحبل، والأنظمة المدمجة (Embedded Systems)، ومنظومة الطاقة، إلى جانب بناء نموذج رياضي ومحاكاة متعددة الفيزياء باستخدام برامج MATLAB وSimulink وSimscape وSTK، لدراسة حركة القمر الصناعي وسلوك الحبل أثناء التشغيل، وتحليل تأثير عدد من العوامل المختلفة، من بينها طول الحبل، وارتفاع المدار، وكتلة القمر الصناعي، على الزمن اللازم للتخلص من المدار.
وأكد الفريق، أنه نجح في تطوير أنظمة تحكم باستخدام PID وLQR للحفاظ على استقرار القمر الصناعي أثناء عملية نشر الحبل، بما يضمن تحقيق أعلى كفاءة للنظام، مع التحقق من النتائج من خلال مقارنتها بالمحاكاة التي أجريت باستخدام برنامج STK، للتأكد من دقة النموذج الرياضي وصحة النتائج.
تدريب نموذج يعتمد على تقنيات الذكاء الاصطناعي
قام الطلاب بتدريب نموذج يعتمد على تقنيات الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بزمن خروج الأقمار الصناعية من المدار بسرعة ودقة، ثم دمجه داخل تطبيق ويب تفاعلي يتيح للمستخدمين تصميم وتحليل المهمات الفضائية بسهولة، بما يساعد الباحثين والمهندسين على تقييم أداء النظام واتخاذ القرارات المناسبة أثناء تصميم المهمات.
النظام المقترح يسهم في دعم استدامة الفضاء
وأكد فريق المشروع أن النظام المقترح يسهم في دعم استدامة الفضاء، وتقليل مخاطر الاصطدام بين الأقمار الصناعية، وتوفير وسيلة منخفضة التكلفة للتخلص من الأقمار الصناعية الصغيرة، خاصة أقمار CubeSat، وهو ما يجعله أحد الحلول الواعدة لمستقبل إدارة الحطام الفضائي وحماية بيئة الفضاء للأجيال المقبلة.
وشارك في تنفيذ المشروع كل من أحمد محمد جمال زكي، أحمد عبد الستار عبد العظيم، أحمد علي محمد، عائشة عصام محمد، مريم محمد محمد الزغبي، محمد علي إبراهيم، منة الله عبد الله عوض، محمد حمدي أحمد، مريم جمال عبد الواحد، فادي ظريف، عمر أحمد صلاح، حبيبة محمد ممدوح، وأميرة سرحان علي.
طلاب المشروع
طلاب كلية علوم والملاحة وتكنولوجيا الفضاء
فريق العمل
