رقائق كمبيوتر مخصصة لبيئة الفضاء

طوّر باحثون من جامعة كارنيجي ميلون الأمريكية شرائح إلكترونية جديدة تجمع بين الكفاءة في المساحة والقدرة العالية على مقاومة الإشعاع، وتتفوق في أدائها أحياناً على التصميمات التقليدية المُخصصة للبيئات القاسية.
يُعدّ الفضاء بيئة بالغة القسوة والتقلب، حيث تشكل عوامل مثل الإشعاع، ودرجات الحرارة القصوى، والحطام الفضائي، تحديات كبيرة أمام تشغيل الأجهزة الإلكترونية.
ويُعد الإشعاع، سواء الناتج عن الانفجارات الشمسية أو الأشعة الكونية، من أكثر هذه العوامل تأثيراً، إذ يمكنه أن يغير الخصائص الكهربائية للدوائر المتكاملة، ما يسبب أعطالاً خطرة، خاصة في مكونات تخزين البيانات مثل (Flip-Flops – FF) المستخدمة في المنطق الرقمي.
وأوضح كين ماي، كبير علماء النظم في قسم الهندسة الكهربائية والحاسوبية وأحد مؤلفي الدراسة:
«نظراً لأن القلابات من أكثر الوحدات استخداماً في الشرائح، فإن تصغير حجمها يقلل من المساحة الإجمالية للرقاقة، ما يُسهم في خفض تكاليف التصنيع، وتحسين الأداء، وتعزيز كفاءة الطاقة، وهي عوامل حاسمة في التطبيقات الفضائية».
وتعتمد معظم الرقائق الفضائية حالياً على قلابات ذات تصميمات تقليدية تتطلب مساحة كبيرة. أما التصميم الجديد، فتمكن الفريق من خلاله من تحقيق مستوى مقاومة الإشعاع بشكل أقوى باستخدام مساحة أصغر بكثير.
ويعمل الفريق حالياً على تطوير نموذج أولي لنظام كامل على شريحة، مع خطط لاختباره في مهمة فضائية عبر قمر صناعي مكعب (CubeSat) عام 2026، بالتعاون مع مختبر تصميم وبناء وتشغيل المركبات الفضائية بقيادة براندون لوسيا وزاك ماشيستر.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

العين الإخبارية

منذ 6 أيام

• العين الإخبارية

علماء يحاولون زراعة البطاطس في المريخ.. ماذا حدث؟

في محاولة تحاكي أفلام الخيال العلمي، يسعى علماء إلى تحقيق إنجاز غير مسبوق، وهو زراعة البطاطس على كوكب المريخ، فهل اقترب تحقيق الحلم؟. منذ عرض فيلم "The Martian" عام 2015، الذي ظهر فيه رائد فضاء يزرع البطاطس للبقاء على قيد الحياة في المريخ، استحوذت الفكرة على اهتمام العلماء، ولكنها لم تعد مجرد خيال سينمائي، بل أصبحت هدفا علميا حقيقيا يعمل عليه في المختبرات. والهدف من هذه المحاولات التي يقوم عليها علماء من وكالات فضاء ومراكز أبحاث زراعية، هو التأكد من إمكانية إنتاج غذاء ذاتيا في بيئة المريخ القاسية، خاصة مع خطط وكالة ناسا وشركات مثل "سبيس إكس" لإرسال بشر إلى الكوكب الأحمر خلال العقود المقبلة. ما الذي يزرعه العلماء بالضبط؟ يقوم باحثون، من بينهم فريق تابع للمركز الدولي للبطاطس، بالتعاون مع وكالة ناسا، بمحاكاة ظروف المريخ على الأرض باستخدام تربة بركانية مشابهة لتربة المريخ، وضغط منخفض، ودرجات حرارة متجمدة، وإضاءة تحاكي شمس المريخ. وقد استخدموا صنفا خالصا من البطاطس عالي التحمل، قادر على مقاومة الجفاف والملوحة. وتمت الزراعة داخل حاويات محكمة تعرف بـ"CubeSat" تحاكي الغلاف الجوي للمريخ، مع نظام دعم حياة داخلي. ماذا كانت النتائج؟ في إحدى التجارب البارزة، نجح العلماء في إنبات البطاطس في الظروف المحاكية للمريخ. ظهرت البراعم خلال أسابيع، ما اعتبر مؤشرا إيجابيا على إمكانية الزراعة هناك. ومع ذلك، واجهت التجارب تحديات كبيرة، منها: - نقص الأكسجين: البطاطس تحتاج إلى كميات صغيرة من الأكسجين للتنفس. - التربة المريخية الحقيقية تحتوي على مركبات سامة مثل البيركلورات، والتي تعيق نمو النبات ما لم تعالج. - نقص الماء السائل: رغم وجود جليد، فإن توفير الماء للنباتات سيتطلب أنظمة متقدمة لمعالجة الجليد واستخراج الماء. لماذا البطاطس بالذات؟ البطاطس ليست مجرد خضار شعبي، إنها مرشحة ممتازة للزراعة في الفضاء لعدة أسباب: - قيمة غذائية عالية: تحتوي على كربوهيدرات، ألياف، وبعض البروتينات. - إنتاجية مرتفعة: يمكن إنتاج كميات كبيرة منها في مساحة صغيرة. - دورة نمو سريعة نسبيا. ماذا تعني هذه التجارب؟ نجاح الزراعة على المريخ يعد خطوة محورية نحو الاستقلال الغذائي للمستعمرات البشرية المستقبلية، فبدلا من نقل الغذاء من الأرض بكلفة هائلة، يمكن إنتاجه محليا، وهذا يعزز فرص البقاء لفترات طويلة على سطح الكوكب، ويوفر الوقت والموارد. aXA6IDkyLjExMi4xNDkuMTk2IA== جزيرة ام اند امز PL

صحيفة الخليج

٠١-٠٥-٢٠٢٥

• صحيفة الخليج

طباعة أنسجة حيوية على شريحة لعلاج مرض السكري

حقق باحثون في جامعة كارنيجي ميلون الأمريكية اختراقاً علمياً بارزاً في مجال الطباعة الحيوية، عبر تصميم أنسجة حيوية على شريحة، تُعرف بـ«الأعضاء على شريحة»، باستخدام مواد بيولوجية بالكامل بدلاً من المواد الصناعية التقليدية مثل البلاستيك والسيليكون. ويعد الكولاجين، البروتين الأكثر وفرة في جسم الإنسان، مكوناً أساسياً في هذا التقدم؛ لكونه يوفر بيئة أكثر طبيعية للخلايا. وقال البروفيسور آدم فاينبرغ، من الجامعة وقائد الدراسة:«هذا أول نظام ميكروفيزيولوجي مصنوع بالكامل من الكولاجين باستخدام تقنية الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد»FRESH'، مما يُمهد الطريق لعلاجات جديدة لأمراض معقدة مثل السكري من النوع الأول. ووفقًا للدراسة، أنتج الباحثون نسيجاً يشبه البنكرياس قادراً على إفراز الإنسولين استجابة للجلوكوز. وأكد دانيال شيوارسكي، الباحث المشارك، أن هذه التقنية تتفوق على الطرق التقليدية من حيث الدقة والأداء، ما يفتح آفاقاً جديدة لهندسة أنسجة علاجية.

صحيفة الخليج

١٨-٠٤-٢٠٢٥

• صحيفة الخليج

رقائق كمبيوتر مخصصة لبيئة الفضاء

طوّر باحثون من جامعة كارنيجي ميلون الأمريكية شرائح إلكترونية جديدة تجمع بين الكفاءة في المساحة والقدرة العالية على مقاومة الإشعاع، وتتفوق في أدائها أحياناً على التصميمات التقليدية المُخصصة للبيئات القاسية. يُعدّ الفضاء بيئة بالغة القسوة والتقلب، حيث تشكل عوامل مثل الإشعاع، ودرجات الحرارة القصوى، والحطام الفضائي، تحديات كبيرة أمام تشغيل الأجهزة الإلكترونية. ويُعد الإشعاع، سواء الناتج عن الانفجارات الشمسية أو الأشعة الكونية، من أكثر هذه العوامل تأثيراً، إذ يمكنه أن يغير الخصائص الكهربائية للدوائر المتكاملة، ما يسبب أعطالاً خطرة، خاصة في مكونات تخزين البيانات مثل (Flip-Flops – FF) المستخدمة في المنطق الرقمي. وأوضح كين ماي، كبير علماء النظم في قسم الهندسة الكهربائية والحاسوبية وأحد مؤلفي الدراسة: «نظراً لأن القلابات من أكثر الوحدات استخداماً في الشرائح، فإن تصغير حجمها يقلل من المساحة الإجمالية للرقاقة، ما يُسهم في خفض تكاليف التصنيع، وتحسين الأداء، وتعزيز كفاءة الطاقة، وهي عوامل حاسمة في التطبيقات الفضائية». وتعتمد معظم الرقائق الفضائية حالياً على قلابات ذات تصميمات تقليدية تتطلب مساحة كبيرة. أما التصميم الجديد، فتمكن الفريق من خلاله من تحقيق مستوى مقاومة الإشعاع بشكل أقوى باستخدام مساحة أصغر بكثير. ويعمل الفريق حالياً على تطوير نموذج أولي لنظام كامل على شريحة، مع خطط لاختباره في مهمة فضائية عبر قمر صناعي مكعب (CubeSat) عام 2026، بالتعاون مع مختبر تصميم وبناء وتشغيل المركبات الفضائية بقيادة براندون لوسيا وزاك ماشيستر.