وبينما تتطلع وكالات الفضاء إلى إنشاء موائل بشرية على القمر والمريخ، يجب أن يكون رواد الفضاء مجهزين بالأدوات اللازمة لتصنيع الهياكل في الفضاء. ولكن بدلاً من إرسال صندوق أدوات تقليدي إلى الفضاء، تتطلع ناسا إلى استخدام أشعة الليزر لإحداث ثورة في التصنيع في الفضاء وجعل تلك الإقامة الطويلة الأمد على سطح القمر أكثر متانة.
أعلنت وكالة الفضاء أن فريقًا من المهندسين من مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا وجامعة ولاية أوهايو يقومون بدراسة متعددة السنوات لاختبار تأثيرات اللحام بشعاع الليزر في فراغ مشترك وبيئة منخفضة الجاذبية.
وقال أندرو أوكونور، الرئيس الفني للمشروع في وكالة ناسا، في بيان: “لفترة طويلة، استخدمنا أدوات التثبيت أو المسامير أو غيرها من الوسائل الميكانيكية للحفاظ على الهياكل التي نجمعها معًا في الفضاء”. “لكننا بدأنا ندرك أنه إذا أردنا حقًا مفاصل قوية وإذا أردنا أن تظل الهياكل معًا عند تجميعها على سطح القمر، فقد نحتاج إلى اللحام في الفضاء.”
وتأمل ناسا في استخدام أشعة الليزر لتجميع هياكل كبيرة، وتصنيع أجزاء جديدة، وإصلاح الشقوق على القمر، الأمر الذي من شأنه أن يلغي الحاجة إلى نقل المسامير أو غيرها من المواد إلى الفضاء من خلال مهام الشحن. لكن أولاً، يجب على وكالة الفضاء معرفة كيفية أداء اللحامات في بيئة الجاذبية الصغرى في الفضاء. وقال أوكونور: “بمجرد مغادرة الأرض، يصبح اختبار كيفية أداء اللحام أكثر صعوبة، لذلك نحن نستفيد من التجارب والنماذج الحاسوبية للتنبؤ باللحام في الفضاء بينما لا نزال على الأرض”.
بدأت اختبارات اللحام بالليزر في أغسطس عندما أجرى الفريق لحامًا بشعاع ليزر ليفي عالي الطاقة في بيئة محاكاة منخفضة الجاذبية على متن طائرة تجارية. خلال التجربة، نفذت الطائرة مناورات طيران مكافئة “بدأت في رحلة مستوية، وتوقفت لتضيف ارتفاعًا بمقدار 8000 قدم، ثم اندفعت إلى أعلى قوس مكافئ”، وفقًا لوكالة ناسا. بشكل عام، كان لدى الفريق حوالي 20 ثانية من الجاذبية المنخفضة لإجراء محاكاة اللحام في الفضاء أثناء الطفو في بيئة انعدام الوزن على متن الطائرة. قامت شبكة من أجهزة الاستشعار بجمع البيانات أثناء التجربة، مما سيساعد العلماء على فهم كيفية تأثير الفضاء على لحام شعاع الليزر.
وقال ويل ماكولي، طالب هندسة اللحام في ولاية أوهايو، في بيان: “خلال الرحلات الجوية، أكملنا بنجاح 69 من أصل 70 عملية لحام في ظروف الجاذبية الصغرى والجاذبية القمرية، مما أدى إلى تحقيق حملة طيران ناجحة تمامًا”.
لم تقم ناسا بإجراء تجارب على اللحام في الفضاء منذ أكثر من 50 عامًا، لذلك من الآمن أن نقول إن تطوير التصنيع في الفضاء قد تأخر كثيرًا. في عام 1973، أجرت وكالة الفضاء تجارب اللحام والنحاس وصهر المعادن على متن محطة الفضاء المدارية سكايلاب.
الآن هو وقت أفضل من أي وقت مضى حيث تهدف ناسا إلى بناء هياكل على القمر، وربما حتى على المريخ في المستقبل البعيد، لدعم الوجود البشري المستدام. يتمتع اللحام في الفضاء بالقدرة على إنقاذ وكالة الفضاء وروادها من الكثير من المتاعب، حيث يقوم ببناء وإصلاح الأشياء في الفضاء بدلاً من انتظار تسليم البضائع من الأرض.
تم إطلاق تجربة لحام أخرى في الفضاء، تسمى Nanoracks Astrobeat، مؤخرًا إلى محطة الفضاء الدولية على متن مهمة إعادة الإمداد الحادية والثلاثين. وتهدف التجربة إلى اختبار اللحام البارد في الفضاء كوسيلة لإصلاح المركبات الفضائية المتضررة من النيازك الدقيقة والحطام الفضائي. وفقًا لوكالة ناسا، فإن إجراء الإصلاحات في الفضاء من داخل المركبة الفضائية يمكن أن يكون أكثر أمانًا وكفاءة.