تصميم أول طائرة لنقل الركاب تعمل بالطاقة النووية

وضع أحد مصممي الطائرات تصوراً لطائرة ركاب تطير بسرعة تعادل ثلاثة أمثال سرعة الصوت، وتعمل بالطاقة الناجمة عن تفاعلات الاندماج النووي.
يستعرض الصحفي ستيفن داولنغ التحديات أمام تصنيع طائرات ركاب تعمل بالطاقة النووية.
هل تتصور إمكانية الانتقال بسرعة خاطفة من قلب مطار هيثرو بالعاصمة البريطانية لندن إلى الجسر النقال الذي يقلك خارج طائرتك بمطار "جون إف كينيدي" بنيويورك، خلال ثلاث ساعات فحسب.
قد يحدث ذلك في رحلة لا تخلو من وسائل الترف والرفاهية؛ إذا ما كنت طبعاً من ركاب الدرجة الأولى، لتجد المحيط الأطلسي يمضي سريعاً تحت قدميك، والطائرة تحلق فوقه بسرعة تناهز 2300 ميل في الساعة (3680 كيلومتراً في الساعة).
ما سبق ليس إلا تصوراً لرحلة مفترضة على متن طائرة لا تزال مجرد فكرة في ذهن مصممها الإسباني أوسكار فينيالز.
وأطلق الرجل على "طائرته" اسم "فلاش فالكون" (أو الصقر الخاطف) وهي تبدو أشبه بمركبة فضاء خرجت من إحدى ألعاب الفيديو التي تطورها شركة "هالو".
ولم يتم بعد تصنيع أي نموذج تجريبي من "الطائرة" التي يمثل السعي لتصنيعها محاولة لملء الفراغ الذي نجم عن إحالة طائرة "الكونكورد" الأسرع من الصوت إلى التقاعد عام 2003.
وقد سبق وأن قدمت "بي بي سي فيوتشر" عام 2014 لمحةً عن تصميم آخر وضعه أوسكار فينيالز لطائرة ركاب عملاقة على شكل حوت.
وبحسب تصور فينيالز لـ"طائرته" الجديدة، سيكون بوسع "فلاش فالكون" أن تطير بسرعة تعادل ثلاثة أمثال سرعة الصوت، وعلى متنها 250 راكباً.
وسيكون هيكلها أطول بواقع 130 قدماً (39 متراً) من "الكونكورد"، كما ستكون المسافة بين جناحيّها أعرض بمرتين من مثيلتها لدى "الكونكورد" أيضاً.
أما المحركات، فمن المفترض أن تكون قابلةً للميل لأعلى بزاوية 20 درجة، لمساعدة الطائرة على الإقلاع والهبوط مثل المروحيات.
ولكن تصميم "فلاش فالكون" يتضمن فكرة أكثر ثورية من كل ما سبق؛ ألا وهي أنها ستطير بالطاقة النووية، عبر تزويدها بمفاعل اندماج نووي، يضخ الطاقة في محركاتها الكهربائية الستة.
ويقول المصمم الإسباني لـ"بي بي سي فيوتشر" إنه يعتقد أن "الاندماج النووي سيكون المصدر الأفضل في المستقبل للحصول على كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية.
كما أنه في الوقت نفسه 'صديقٌ للبيئة' لا يخلف نفايات خطرة".
ويضيف أوسكار فينيالز بالقول: "باتت لدينا اليوم فكرة شديدة الوضوح بشأن كيفية عمل تفاعل الاندماج النووي، فهناك العديد من المشروعات التي تعمل على هذا المفهوم؛ مثل توكاماك، وآتيار، وستلارايتور.
أنا متفائل للغاية بأنه سيكون لدينا خلال خمس أو سبع سنوات من الآن، أول مفاعل اندماج نووي مستقر وقادر على إنتاج الطاقة".
وبغض النظر عما إذا كانت هذه الوسيلة، التي طال انتظارها للحصول على طاقة وفيرة وقليلة التكاليف، ستصبح في المتناول قريباً أم لا؛ يحيي التصور الذي وضعه فينيالز حلماً استحوذ على أذهان مصممي الطائرات منذ خمسينيات القرن الماضي؛ ألا وهو كيفية تزويدها بمفاعل نووي يوّلد الطاقة اللازمة لتشغيل محركاتها.
فقد أدى اختراع المفاعلات التي تعمل عبر إجراء تفاعلات الانشطار النووي، إلى تمكين الإنسان من التزود بالطاقة الرخيصة عبرها، ليس فقط وهو في منزله، وإنما خلال وجوده كذلك على متن سفينة في عرض البحر.
وعندما تسنى للعلماء ابتكار مفاعلات صغيرة الحجم بالقدر الذي يمكن به استخدامها على متن قطع بحرية، دخلت هذه المفاعلات الخدمة في خمسينيات القرن العشرين.
وبعد سنوات قليلة، انكمش حجم هذه المفاعلات أكثر، ليصبح بالإمكان استخدامها لتزويد الغواصات بالطاقة.
فبينما قد يطيع أطقم الطائرات الحربية الأوامر، ويتولون تشغيل طائرات تعمل بالطاقة النووية، فإنه من العسير تصور فكرة أن يصعد ركاب عاديون – عن طيب خاطر - على متن طائرة مزودة بمفاعل نووي، سيجلسون على بعد أمتار قليلة منه خلال الرحلة.
ومن هنا؛ ظلت فكرة تصنيع طائرة ركاب تعمل بالطاقة النووية، مجرد تصور لما قد تصبح عليه حركة النقل الجوي، خلال 50 أو 100 عام من الآن.
رغم ذلك، لا يبني فينيالز تصميمه لـ"فلاش فالكون"، على أساس فكرة تزويدها بالطاقة عبر مفاعل انشطار نووي.
ويقول الرجل في هذا الشأن: "من الشائع أن يسمع الناس كلمتيّ 'طاقة نووية' ويتصورون أنها طاقة خطيرة، ولكن ذلك ليس صحيحاً في حالة تفاعلات الاندماج النووي".
وحتى إذا ما أثبتت أيٌ من مفاعلات الاندماج النووي فاعليتها من الناحية العملية وقدرتها على توليد ما هو مأمول من طاقة نظيفة وقليلة التكاليف، فإن ذلك لن يشكل سوى بداية لهذه الأحجية.
فثمة تحدٍ آخر يكمن هنا – كما يقول وييكس – في جعل تلك المفاعلات صغيرة الحجم للغاية وخفيفة الوزن بشدة.
ويضيف الرجل بالقول: "في الفترة ما بين أربعينيات وثمانينيات القرن العشرين؛ شَهِدنا تطوراً كبيراً على صعيد تقنيات الانشطار النووي، وجرى ذلك بسرعة نسبية.
نحن نعمل على (تقنيات) الاندماج النووي منذ الخمسينيات، ولم نبن حتى الآن مفاعلاً (مفيداً) من الوجهة العملية وقابلاً للتشغيل.
لا يزال أمامنا 20 أو 30 سنة" كي يتحقق ذلك.
وبحسب سايمون وييكس؛ فإن تصميم مفاعل اندماج نووي محمول قادرٍ على توليد طاقة كافية لتشغيل طائرة أسرع من الصوت في حالة تصميم فينيالز، هو أمر أكثر صعوبة بكثير من تصنيع طائرة ركاب تطير بسرعة تعادل ثلاثة أمثال سرعة الصوت.
بجانب ذلك؛ من الصعب إيجاد بديلٍ أكثر كفاءة للكيروسين؛ كوقود لمحركات الطائرات النفاثة، إذ أن هذا النوع من الوقود متعدد الاستخدامات على نحو هائل.
فوفقا لما يقوله وييكس؛ يمثل الكيروسين "وسيطا جيدا للغاية لتوليد الطاقة.
وهو غني بالطاقة كذلك، ويسهل أيضاً التعامل معه، ويعمل بكفاءة في ظل مستويات مختلفة ومتنوعة من درجات الحرارة".
فضلا عن ذلك، يمكن استخدام الكيروسين لأغراض أخرى متنوعة وليس فقط كوقود؛ حسبما يقول وييكس، الذي يوضح أنه يمكن استخدام هذا السائل القابل للاشتعال أيضا " كسائل للتبريد، ومادة للتشحيم والتزييت، أو حتى كسائل هيدروليكي"، وهو الوسيط الذي تنتقل عبره الطاقة في الآلات الهيدروليكية، مثل الحفارات وبعض أنواع المكابح وغيرها.