pic_giant_041015_SM_Iran-Uranium-Enrichment-G-2

تدعي إيران أنها خصبت اليورانيوم إلى درجة نقاء 4.5% متخطيةً بذلك الحد المنصوص عليه في الاتفاق النووي الموقع عام 2015 والذي يحدد نسبة 3.67% فقط؛ لكن ماذا تعني هذه الأخبار حقًا؟ إلى حد ما يعد هذا سؤالًا له إجابة كيميائية بسيطة، فكما أوضحت اللجنة التنظيمية النووية الأمريكية على موقعها الإلكتروني:

يأتي اليورانيوم في صيغ قليلة مختلفة أو كما يطلق عليها: نظائر. جميع هذه النظائر لديها نفس العدد من البروتونات (92) ولكن كل نظير لديه عدد مختلف من النيوترونات. حتى الآن؛ النظير الأكثر شيوعًا في الطبيعة هو يورانيوم-238، والذي يحتوي على 146 نيوترونًا، وبالطبع 92 بروتونًا. يشكل هذا النظير نسبة 99.3% من أي عينة لليورانيوم الموجود في الطبيعة على كوكب الأرض.

أما بالنسبة للمفاعلات أو القنابل النووية، لا تُعد هذه الخواص مفيدة إلى حد كبير. فهذه الكتل الكثيفة من يورانيوم-238 لا تميل إلى بدء سلسلة تفاعلات نووية. على أي حال، يميل ثاني النظائر الأكثر شيوعًا «يورانيوم-235» إلى بدء سلسلة التفاعلات النووية، ويمثل هذا النظير نسبة 0.7% فقط من أي عينة لليورانيوم الموجود في الطبيعة، ويحتوي هذا النظير على 143 نيوترونًا.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/1280px-Gas_centrifuge_cascade-e1386124564688.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-69562" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/1280px-Gas_centrifuge_cascade-e1386124564688.jpg" alt="" width="1024" height="576" /></a>

تنقسم نواة اليورانيوم أثناء التفاعلات النووية إلى نواة أصغر، وينتج عن ذلك تحرر النيوترونات.

تلك النيوترونات تسبب بدورها انقسام نواة أخرى محررة بذلك المزيد من النيوترونات، يحدث ذلك مرارًا وتكرارًا حتى يؤدي إلى سلسلة تفاعلات مشبعة ذاتيًا تُشع كميات هائلة من الطاقة.

تخصيب اليورانيوم هو بمثابة عملية فرز لذرات يورانيوم-238 من عينة لليورانيوم، لتصبح العينة محتوية على نسبة أكبر من يورانيوم-235. لذلك يمكننا القول بأن اليورانيوم المخصب إلى درجة نقاء 3.67% هو يورانيوم يحتوي على نسبة 3.67% من يورانيوم-235، واليورانيوم المخصب إلى درجة نقاء 4.5% هو يورانيوم يحتوي على نسبة 4.5% من يورانيوم-235. وهكذا.

فهل تخطي إيران لحدّ التخصيب المتفق عليه يعني أنها الآن أصبحت أقرب بشكل كبير للحصول على القنبلة النووية؟

ليس صحيحًا، فكما أوردت وكالة أنباء أسوشييتد برس في تقريرها فدرجة نقاء 4.5% كافية لإيران لتشغيل مفاعلها النووي السلمي النشط بالفعل «بوشهر». ولكن هذه النسبة تعتبر منخفضة بشدة مقارنة بالنسبة المتعارف عليها عالميًا لليورانيوم المستخدم في صناعة الأسلحة النووية، والذي تبلغ نسبة نقائه 90%.

كما يُعتبر تخصيب اليورانيوم لنسبة 90% تحديًا هائلًا بالنسبة لإيران من الناحية التقنية؛ إذ يتطلب ذلك بناء وتشغيل أجهزة طرد مركزي متطورةً للغاية، ولو قُمت بمتابعة الأخبار المتعلقة بالمحاولات الدولية لتعطيل المشروع النووي الإيراني، ستجد أن المحاولة الأكثر نجاحًا كانت بواسطة فيروس حاسوبي يُدعى «ستوكسنت» (Stuxnet) استُخدم لمهاجمة أجهزة الطرد المركزي الإيرانية.

أجهزة الطرد المركزي هي أجهزة معملية شائعة الاستخدام، مهمتها تدوير عينات المواد بسرعة دورانية كبيرة لتوليد قوة طرد مركزية. تحت تأثير هذه القوة الكبيرة، تنفصل المواد الثقيلة والخفيفة عن بعضها.

على الرغم من ذلك؛ فإن أجهزة الطرد المركزي الشائعة معمليًا ليست قوية بما فيه الكفاية لفصل يورانيوم-235 عن يورانيوم-238. فالنظيران متقاربان بشكل كبير في الكتلة، كما تحتوي عينات اليورانيوم الموجود بالطبيعة على كميات قليلة للغاية من يورانيوم-235.

لكي تتمكن أي دولة من تخصيب اليورانيوم فهناك خطوات معينة يجب اتباعها، يجب أولًا تحويل عينة من اليورانيوم إلى الحالة الغازية، ثم يُضخ هذا الغاز إلى أجهزة طرد مركزي قوية بما فيه الكفاية، إذ يدور الغاز بسرعات هائلة بهذه الطاردات ما يتسبب في فصل النظيرين عن بعضهما، قبل أن تُستخرج ذرات اليورانيوم من الغاز مرة أخرى.

على سبيل المثال: لاستخراج 62 كيلوغرامًا من يورانيوم-235، وهي الكمية اللازمة لصناعة قنبلة «الولد الصغير» التي أُسقطت على مدينة هيروشيما في اليابان، استهلكت الولايات المتحدة ما يقرب من 10% من إنتاجها من الكهرباء طبقًا لما ذُكر في كتاب «صناعة القنبلة الذرية» الذي نُشر في عام 1995.

قُدّرت كتلة عينة اليورانيوم المستخدمة بأربعة أطنان (3600 كيلوجرام)، واحتاجت الولايات المتحدة لما يقرب من 20,000 شخص لبناء منشأة التكرير التي قامت بصناعة القنبلة، كما احتاجت هذه المنشأة العملاقة إلى 12,000 شخص لإدارتها وتشغيلها.

ليس من المستحيل على إيران أن تُخصب مخزونًا كبيرًا من اليورانيوم المستخدم لأغراض حربية، ولكن وصول درجة نقاء اليورانيوم المخصب إلى 4.5% لا يُعد بأي شكل من الأشكال خطوة هامة أو خطيرة في هذا الاتجاه إلا من ناحية رمزية؛ إذ هددت إيران برفع درجة اليورانيوم المخصب إلى 20% وهو ما يُعد أكثر خطورة بكل تأكيد، ولكنه يظل بعيدًا عن نسبة 90% اللازمة للأغراض الحربية.

السؤال الآن: هل سيؤدي انهيار الاتفاق النووي الذي عجّلت به الولايات المتحدة إلى تصاعد حدة التوترات؟

اقرأ أيضًا:

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=58799">كيفية تخصيب اليورانيوم</a>

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=69474">تطوير مادة كيميائية تعمل على التخلص من اليورانيوم في أجسام الفئران</a>

ترجمة: شريف فضل

تدقيق: علي قاسم

<a href="https://www.livescience.com/65898-iran-uranium-enrichment.html">المصدر</a>

إيران ترفع درجة نقاء اليورانيوم المخصب إلى 4.5%، إليك ما يعنيه ذلك!

file-20190507-103049-95aua2

إذا كنت تظن بأن التغير المناخي يؤثر فقط بشكل تدريجي على نظامنا البيئي، فعليك بالتفكير مرةً أخرى. فقد نُشر في هذا السياق بحث في منصة فرونتيرز العلمية يسلط الضوء على التأثيرات الحادثة على نطاق واسع نتيجةً لسلسلة من الأحداث المناخية المتطرفة، وتأثير ذلك على البيئات البحرية على ساحل أستراليا.

وُجد وفقًا للبحث بأن قرابة 45% من الشريط الساحلي تأثر بالفعل نتيجة تلك الأحداث المناخية القاسية الناجمة عن التغير المناخي، والأكثر من ذلك أن الأنظمة البيئية المتضررة ما زالت تكافح من أجل التعافي في ظل التوقعات بأن تزداد الظروف المناخية تطرفًا.

هناك أدلة علمية تشير إلى أن الموجات الحارة والفيضانات والجفاف والأعاصير تزداد حدتها واحتمالات حدوثها، وبالطبع يرجع كل ذلك للتغير المناخي.

تأثر الحياة البحرية على الشريط الساحلي

تعتبر الشعاب المرجانية وحشائش البحر وأشجار المنجروف وعشب البحر، بمثابة المكون الأساسي للبيئة البحرية على الشريط الساحلي، فهي توفر المأوى للأسماك واللافقاريات البحرية وسلاحف البحر والثديات البحرية.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Climate-change-basics-what-is-climate-change-hero-1024x615.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-71047" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Climate-change-basics-what-is-climate-change-hero-1024x615.jpg" alt="" width="1024" height="615" /></a>

تفقد الفريق الناشر للبحث الآثار التراكمية الناتجة عن الأحداث المناخية المتطرفة الواقعة مؤخرًا، وتأثير ذلك على البيئات البحرية حول أستراليا. راجع الفريق الأحداث الواقعة في الفترة بين عامي 2011 و2017، وتبين أن تلك الأحداث تركت بالفعل آثارًا مدمرة على البيئات البحرية.

شملت تلك الآثار عشب البحر وغابات المنجروف ومروج الحشائش البحرية، بالإضافة إلى الشعاب المرجانية، البعض منها لم يتعاف حتى الآن وربما لن يتعافى أبدًا. رسمت لنا تلك النتائج الصورة المؤلمة بوضوح، وأكدت على حاجتنا لاتخاذ خطوات عاجلة.

خلال الفترة التي وقعت فيها ظاهرتي إل نينو (El Niño) ولا نينا (La Niña)، رصد العلماء حول أستراليا الأحداث التالية:

عام 2011: أكثر الموجات الحارة البحرية التي تضرب الساحل الغربي لأستراليا تطرفًا، إذ ارتفعت درجات الحرارة عن معدلاتها الطبيعية بمقدار 2-4 درجة مئوية لفترات طويلة، بالإضافة لحدوث تبييض للشعاب المرجانية بمحاذاة الشاطئ على مسافة أكبر من 1000 كيلو متر، ناهيك عن الخسائر التي ضربت غابات عشب البحر لمئات الكيلومترات.

تأثرت أيضًا حشائش البحر الموجودة في منطقة خليج القرش وعلى طول الساحل الشرقي لكوينزلاند على نحو خطير نتيجة للأعاصير والفيضانات الشديدة، وقد تكون تلك الخسائر سببًا رئيسيًا لارتفاع أعداد سلاحف البحر وأبقار البحر النافقة.

عام 2013: حدوث تبييض للشعاب المرجانية على نطاق واسع على مسافة 300 كيلومتر بمحاذاة ساحل بيلبرا شمال غرب أستراليا.

عام 2016: حدوث تبييض الشعاب المرجانية الأكثر حدة على الحاجز المرجاني العظيم، إذ ضرب أكثر من 1000 كيلومتر من الجزء الشمالي للحاجز المرجاني العظيم، بالإضافة إلى تعرض غابات المنجروف الموجودة بشمال أستراليا للهلاك نتيجة للجفاف والحرارة والانخفاض غير الطبيعي لمستوى البحر بطول ساحل خليج كاربنتاريا في الإقليم الشمالي وغرب أستراليا.

عام 2017: تعرض الحاجز المرجاني العظيم لتبييض غير مسبوق في الشعاب المرجانية للصيف الثاني على التوالي، فقد تأثر الجزء الشمالي من الحاجز المرجاني مرة أخرى، بالإضافة إلى أجزاء من الشعاب المرجانية الموجودة في الجنوب.

تأثر مناطق التراث العالمي

تحظى العديد من المناطق المتضررة بشهرة عالمية، نظرًا لحجمها الكبير وتنوعها البيولوجي، وبسبب بقاء العديد منها حتى الآن في هدوء نسبي من التغير المناخي ، وتعتبر العديد من المناطق المتأثرة مناطق تراث عالمي مثل: الحاجز المرجاني العظيم ومنطقة خليج القرش وساحل نينجالو.

البيئات المثأثرة يمكن وصفها بالتأسيسية، فهي توفر الغذاء والمأوى لعدد ضخم من الأنواع، وتعتبر العديد من الحيوانات المتأثرة كالسلاحف البحرية والأسماك الكبيرة داعمًا أساسيًا للعديد من الأنشطة التجارية كالسياحة وصيد الأسماك، بالإضافة لما تمثله من أهمية ثقافية لدى الأستراليين. بدأت بعض البيئات المتضررة في التعافي، ولكن من الواضح أن بعض المناطق لن تعود كما كانت.

لقد استخدمنا نماذجًا للأنظمة البيئية لتقييم النتائج المحتملة على المدى البعيد، والناجمة عن الأحداث المناخية المتطرفة التي يُتوقع أن تأتي بصورة أكثر حدة وتكرارًا.

أشار هذا العمل إلى أن الأماكن التي بدأت في التعافي قد تستغرق مدة تصل إلى 15 عامًا حتى تصل إلى التعافي الكامل، من ناحية أخرى قد تستغرق الأنواع الكبيرة في الحجم والبطيئة في النمو فترات أكبر قد تصل إلى 60 عامًا، كالقروش وأبقار البحر.

ولكن الأحداث المناخية المتطرفة -وفقًا لما تنبأ به العلماء- تأتي على فترات متباعدة، إلا أنن الفاصل الزمني بينها أقل من 15 عامًا، ما يسبب انحدارًا تدريجيًا في حالة الأنظمة البيئية التي تبدأ بالتعافي، إذ لا يتوفر الوقت الكافي لحدوث التعافي بشكل كامل، وهو ما يحدث حاليًا في الشعاب المرجانية للحاجز المرجاني العظيم.

انحدار تدريجي مع ارتفاع درجات الحرارة

تحدث الأضرار الناتجة عن الأحداث المناخية المتطرفة على رأس قائمة من تغييرات أخرى تحدث بشكل تدريجي نتيجة ارتفاع معدلات درجات الحرارة، على سبيل المثال: فقدان غابات عشب البحر على السواحل الجنوبية الشرقية لأستراليا نتيجة لانتشار قنفذ البحر وأسماك الرعي الاستوائية.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Please-credit-The-Ocean-Agency-XL-Catlin-Seaview-Survey-Richard-Vevers-Christophe-Bailhache.-1200x800.jpeg"><img class="aligncenter size-full wp-image-71045" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Please-credit-The-Ocean-Agency-XL-Catlin-Seaview-Survey-Richard-Vevers-Christophe-Bailhache.-1200x800.jpeg" alt="" width="1024" height="683" /></a>

في النهاية نحن بحاجة لإبطاء الاحترار الحادث لكوكبنا نتيجة لانبعاثات الغازات الدفيئة وإيقافه، لكن حتى في حالة التخفيض الفوري والفعال لتلك الانبعاثات سيبقى كوكبنا أكثر دفئًا، وستبقى الأحداث المناخية المتطرفة أكثر انتشارًا لعقود قادمة.

قد يكون التعافي أمرًا ممكنًا، ولكننا بحاجة إلى معرفة المزيد عن معدلات التعافي والعوامل التي تعزز هذا التعافي. هذه المعلومات ستمكننا من تقديم يد المساعدة للأنظمة البيئية المتضررة من خلال المجهودات المبذولة لإعادة إحيائها وتأهيلها مرة أخرى.

نحتاج لطرق جديدة لمساعدة الأنظمة البيئية على تأدية دورها وتقديم الخدمات التي نعتمد عليها جميعًا. سوف يستدعي ذلك تخفيض التأثير البشري المباشر بل إيقافه، والمساعدة بنشاط في تعافي وإعادة إحياء الأنظمة البيئية المتضررة.

تنشط العديد من البرامج المماثلة في أستراليا وحول العالم في محاولة لزيادة قدرات التعافي لدى الشعاب المرجانية والحشائش البحرية وأشجار المنجروف وعشب البحر، ولكن هذه البرامج في حاجة ماسة لرفع مستواها لتصبح قادرة على تعويض الاضطراب الواسع الذي شهدناه هذا العقد.

اقرأ أيضًا:

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=67378">قد ينهي التغير المناخي الحضارة البشرية كما نعرفها بحلول عام 2050 وفقًا لتحليل جديد</a>

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=60406">التغير المناخي سيغيّر قريبًا لون محيطاتنا، والجواب لدى الفيتوبلانكتون</a>

ترجمة: شريف فضل

تدقيق: رزوق النجار

مراجعة: نغم رابي

<a href="https://www.sciencealert.com/climate-change-had-already-damaged-45-percent-of-australia-s-coastal-habitat?fbclid=IwAR171248drd4AmdPrJZGlX4OesT5rDNEAUYxpX1DC-ryyajTG1_pKf8oxvE">المصدر</a>

هل تظن أن التغير المناخي ليس أمرًا عاجلًا؟ انظر لما أحدثه بسواحل أستراليا

extra_large-1563463547-cover-image

أصبح الآن بما يقدر بربع الجليد الموجود في غرب قارة أنتاركتيكا غير مستقر، بالإضافة إلى زيادة معدلات ذوبان الجليد ، والسبب في ذلك يعود للتغير المناخي الذي أحدثه الإنسان، فقد أشارت إحدى الدراسات إلى أن القارة البيضاء تذوب بسرعة تفوق سرعة ذوبانها في عام 1979 بست مرات.

ولكن مثلما تسبب نشاط الإنسان بتلك الخسارة في الجليد، لا يزال في مقدوره المساعدة في تعويض هذه الخسارة، فقد نشر الباحثون في معهد بوتسدام لأبحاث التأثير المناخي دراسة في مجلةscience advances العلمية، تناقش الدراسة إمكانية تخليق تساقط جليدي فيزيائيًا من مياه المحيط وتوزيع الجليد بواسطة مدافع جليدية.

في حال المضي قدمًا في هذا العمل سوف يتطلب الأمر عملًا هندسيًا فذًا بقدر غير مسبوق وفي ظروف قاسية بدرجة استثنائية، ولكن ذلك قد يوجِد حلًا على المدى البعيد لارتفاع مستوى البحر، ذلك الخطر الذي يهدد مدنًا بأكملها مثل ميامي وبانكوك بأن تغمرها المياه بنهاية القرن الحالي.

ولكن إنقاذ هذه المدن يأتي بثمن باهظ، كما أوضح أنديرس ليفيرمان الفيزيائي بمعهد بوتسدام وجامعة كاليفورنيا، والمشارك في الدراسة المشار إليها.

«المقايضة الأساسية هي إذا كنا نحن البشر نريد التضحية بأنتاركتيكا لإنقاذ المناطق الساحلية المأهولة حاليًا والتراث الحضاري الذي بنيناه وما زلنا نبنيه على سواحلنا. الأمر هنا يتعلق بالعواصم العالمية، من نيويورك إلى شنغهاي، التي ستصبح على المدى البعيد تحت مستوى سطح البحر إن لم نفعل أي شيء.

يعتبر الغلاف الجليدي الموجود في غرب أنتاركتيكا أحد العناصر الأساسية في نظامنا المناخي، و ذوبان الجليد يستمر في التسارع وربما لا يتوقف هذا الفقد حتى يذوب غلاف غرب أنتاركتيكا الجليدي عمليًا». وفقًا لما قاله ليفيرمان في البيان.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/content-1563463714-shutterstock-312214892.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-72103" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/content-1563463714-shutterstock-312214892.jpg" alt="ما خطة العلماء الافتراضية لتجنب ذوبان الجليد في غرب أنتاركتيكا خطة العلماء الافتراضية لتجنب انهيار الجليد في غرب أنتاركتيكا بواسطة مدافع جليدية صناعية" width="1000" height="666" /></a>

استخدم الباحثون محاكيات حاسوبية مصممة للتنبؤ بالخسائر المستقبلية في الجليد، جاءت النتائج متسقة مع البحث السابق، وأشارت إلى أن التخفيض الشديد لانبعاثات الغازات الدفيئة قد لا يكون كافيًا حتى لإيقاف انهيار غلاف غرب أنتاركتيكا الجليدي.

ثم بعد ذلك انتقلوا للحلول التي قد تساعد في حل المشكلة وتفادي الأزمة، ما قادهم إلى التحقق من التداخلات التي قد تزيد من تساقط الجليد في المناطق غير المستقرة من الغلاف الجليدي لغرب أنتاركتيكا.

صرح الباحث المشارك في الدراسة جوهانس فيلدمان): «لقد وجدنا أن الكميات الهائلة من الجليد قادرة بالفعل على دفع الغلاف الجليدي نحو نظام أكثر استقرارًا.

عمليًا، هذا يمكن تحقيقه عن طريق إعادة ترتيب هائل لكتل المياه».

قد يتطلب الأمر تريليونات الأطنان من التساقطات الجليدية المُختلقة صناعيًا لتغطية منطقة بمساحة كوستاريكا (أو نصف مساحة أيسلندا)، أي ما يقارب 52,000 كيلومتر مربع في المجمل.

يحرص الباحثون على التأكيد على أن ليس مجرد اقتراح، مشيرين إلى مستوى الطاقة والاضطراب الذي قد يتضمنه هذا المخطط. فتحلية مياه المحيط وتسخينها وضخها بالإضافة إلى توفير الطاقة اللازمة لتشغيل المدافع الجليدية يستهلك كميات هائلة من الطاقة؛ ما قد يستدعي بناء أكثر من 12000 توربين رياح عالي الجودة وفقًا للحسابات التي قدمتها الدراسة.

ذكر فيلدمان: «وضع مزرعة رياح ضخمة كهذه وبنية تحتية مرتبطة بها في بحر أموندسن، بالإضافة إلى استخراج كميات المياه الهائلة المطلوب ضخها من مياه المحيط، كل هذا يعني خسارة محمية طبيعية فريدة من نوعها.
علاوة على ذلك، فإن مناخ أنتاركتيكا القارس سيزيد من صعوبة التنبؤ والتعامل مع التحديات التقنية، في حين أن الآثار الخطرة المحتملة تبدو مدمرة للمنطقة».

وضح كاتبو الدراسة أن نماذج المحاكاة تستبعد العديد من الأشياء التي قد تُبطئ أو حتى تفاقم ذوبان الجليد القطبي، مثل تصدع الجرف الجليدي الناجم عن الاحتباس الحراري. ويعتمد الأمر علينا أيضًا وعلى مدى التزامنا بشروط اتفاقية باريس وقدرتنا على إيقاف الاحتباس الحراري عند حد 1.5 درجة مئوية.

ذكر ليفرمان: «تعكس العبثية الظاهرة في محاولتنا لجعلها تثلج في أنتاركتيكا (بهدف إيقاف عدم استقرار الجليد) البعدَ المثير في مشكلة ارتفاع مستوى البحر».

هناك عمل هندسي خيالي آخر نحلم في أن يساهم في إيقاف ارتفاع مستوى البحر، ويتضمن بناء حائط صناعي ضخم ليكون بمثابة الدعامة لصفائح أنتاركتيكا الجليدية.

اقرأ أيضًا:

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=35793">ماذا تفعل البراكين في أنتاركتيكا؟</a>

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=32296">أكبر أسرار أنتاركتيكا، القارة القطبية الجنوبية</a>

ترجمة: شريف فضل

تدقيق: سلمى توفيق

مراجعة: تسنيم المنجد

<a href="https://www.iflscience.com/environment/scientists-hypothetical-plan-to-prevent-west-antarctic-ice-collapse-using-artificial-snow-cannons/?fbclid=IwAR1kuk6YICyFMhYY6VBQ4aZmNm99ujaxPYtv63N98cvGGYr5cTpbHmVoO5g">المصدر</a>

ما خطة العلماء الافتراضية لتجنب ذوبان الجليد في غرب أنتاركتيكا ؟

eD8IpCp

لماذا يجلس سائقو فورميلا وان في وضعية النوم أثناء القيادة ؟ يتوجب على سائقي سيارات فورميلا وان Formula One التأقلم على وضعية القيادة الأفقية من أجل التكيُّف براحة مع التصميم الديناميكي الهوائي لسيارات الفورميلا وان. الفورميلا وان والمعروفة برمز (F1) تعتبر درة تاج رياضات السيارات العالمية، هذه الرياضة المُستندة على السباق تتألف من سائقين يتنافسون في مسارات متعددة عبر المدن الرئيسية حول العالم، كل سباق -أو كما يعرف بالجائزة الكبرى- يتكون من سائقين يهدفون إلى إنهاء السباق في أقل مدة زمنية ممكنة.

أثناء السباقات يبدو جميع السائقين وكأنهم في وضعية النوم أثناء القيادة. هناك جانب علمي يفسر سبب هذه الوضعية الغريبة للقيادة، وعلاقتها بالاحتكاك والقوة السفلية وإبقاء مركز الثقل قريبًا من الأرض قَدر الإمكان.

ما هو الاحتكاك؟

يرمز الاحتكاك إلى مقاومة الهواء المؤثر على أي جسم متحرك، وهو السيارة نفسها في حالة الفورميلا وان.

ترنو الفِرَق المشاركة في هذه المنافسات إلى تقليل مقاومة الهواء المؤثرة على السيارة بهدف زيادة التسارع والسرعة القصوى، بعبارة أخرى تسعى فرق الفورميلا وان لجعل سياراتهم أفضل من ناحية الديناميكا الهوائية عن طريق تقليل مقاومة الهواء.

ترمز مقاومة الهواء إلى جسيمات توجد في الهواء وتدفع الأجسام المتحركة إلى الخلف، ويُقدَّر مستوى مقاومة الهواء عن طريق عاملين، هما سرعة الجسم المتحرك ومساحته المقطعية، فكلما زادت السرعة أو المساحة المقطعية تزداد مقاومة الهواء.

بالطبع ليس بوسع سيارات فورميلا وان التضحية بالسرعة، لذا فعليهم بتقليل المساحة المقطعية؛ وهي ارتفاع وعرض الواجهة الأمامية للسيارة، وكما نرى فإن ارتفاع السيارة عن الأرض قليل للغاية، لذا فالمساحة المقطعية أقل بكثير من السيارات العادية ما يتيح لسيارات فورميلا وان التحرك بسرعات أكبر بكثير.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/سيبر-1.png"><img class="aligncenter size-full wp-image-72771" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/سيبر-1.png" alt="لماذا يجلس سائقو فورميلا وان في وضعية النوم أثناء القيادة ما هي أهمية وضعية القيادة الأفقة لسائقي سيارات السباق التصميم الديناميكي الهوائي لسيارات السباق" width="736" height="491" /></a>

المحافظة على الثبات

عند التحرك بتلك السرعات العالية، تتعرض سيارات الفورميلا إلى الرفع، ويرجع ذلك إلى الفرق في الضغط المؤثر أسفل وأعلى السيارة، يُوضح الرسم أدناه قوة الرفع المؤثرة على الأجسام المتحركة كنتيجة لفرق الضغط الحادث نتيجة التدفق السريع للهواء.

لتفادي تلك القوة الرافعة اتخذ ميكانيكيو الفورميلا وان بعض التدابير لخلق قوة سفلية مضادة، تلك التدابير تتضمن استخدام أجنحة كبيرة في مقدمة ومؤخرة السيارة، لخلق قوة رفع سالبة أو قوة سفلية، تلك القوة قد تصل إلى ثلاث مرات ونصف وزن السيارة.

تُحقق تلك التدابير تأثيرًا معاكسًا للتأثير الذي صُممت أجنحة الطائرة لأجله، فبدلًا من مساعدة المركبة على الارتفاع عن الأرض، تساعد أجنحة الفورميلا وان السيارة على البقاء ثابتة على الأرض، ومع تمتع السيارة بارتفاع منخفض يساعدها ذلك أيضًا على تقليل قوة الرفع المتولدة وجعل السيارة ثابتة على الأرض أثناء اكتسابها للمزيد من السرعة.

مركز الثقل

بعيدًا عن جعل السيارة أكثر ديناميكية هوائية، هناك سبب آخر لجعل السيارة قريبة جدًا من الأرض، ألا وهو الحصول على مركز ثقل أفضل، فكلما اقتربت السيارة من الأرض أصبحت أكثر اتزانًا أثناء المنعطفات والتسارع واستخدام المكابح.

فكر في الأمر، عندما تكون جالسًا في السيارة، وعند تسارع السيارة تدفعك إلى الخلف بسبب ارتفاع مقدمة السيارة، والعكس عند الضغط على المكابح تسقط للأمام مع هبوط مقدمة السيارة.

يضيع الوقت وتفقد السيارة جزءًا من سرعتها في الوقت الذي ترتفع وتهبط فيه، وللتغلب على ذلك يجعل ميكانيكيو الفورميلا وان نظام تعليق السيارة منخفضًا جدًا.

ولأن السيارة تتمتع بمركز ثقل منخفض فبإمكانها تغيير اتجاهها على السرعات العالية مع المحافظة على ثبات السيارة واتزانها، ما يُمكِّن السائق من إكمال جولات السباق بسرعة أكبر.

هذا الجزء بالأخص له أهمية كبيرة لسائقي الفورميلا وان؛ فالمسارات الطويلة والمليئة بالدورانات تتطلب من السائقين اجتياز المنعطفات الحادة بسرعات هائلة للحفاظ على فرصتهم في الفوز.

وضعية السائق

لا يستلقي السائقون بشكل كامل، لكنهم يتكيفون على الجلوس في وضع أفقي، هذا الوضع يتيح لهم الوصول بسهولة لدواسات السيارة بواسطة أقدامهم. باختيار وضعية الجلوس أصبح من السهل استيعاب السائقين بسلاسة داخل التصميم الديناميكي الهوائي الفريد لسيارات الفورميلا وان.

يُصمَّم كل مقعد على حِدة ليتناسب تمامًا مع جسم السائق، ويأخذ المقعد شكل المجرفة للتأكد من عدم تحرك جسم السائق على الجوانب ولو بمقدار بسيط أثناء السباق، هذه المقاعد ضرورية للغاية، فالسائقون يمكثون على المقعد لفترات طويلة.

تسمح وضعية المقعد للسائقين برؤية جزء بسيط فقط أعلى عجلة القيادة، لذا يُدربون حواسهم وردود أفعالهم لتحقيق الاستفادة القصوى من الرؤية المحدودة للمسار.

شأنها شأن الرياضات الأخرى تُعامل الفورميلا وان عادة كنشاط تجاري، فالفِرَق الرائدة مثل فريق فيراري تُقدر قيمتها بما يقارب 1.3 مليار دولار، وفقًا لقائمة مجلة فوربس لعام 2014.

على الرغم من أهمية السائق في هذه الرياضة، لكن الميكانيكا والقدرات الخاصة بالسيارة بإمكانها تغيير النتائج؛ ما يفسر لنا استمرار الفرق التي تستثمر بشكل كبير في البحث والتطوير لسياراتهم في المحافظة على سلسلة من المكاسب المتتالية على مدار السنين حتى مع تغيُّر السائقين.

على سبيل المثال نجح فريق Mercedes AMG Petronas F1 في الفوز بكافة كؤوس بطولة الفورميلا وان Constructors Cup (أفضل فريق فورميلا وان) في الفترة من 2014 وحتى 2018، حتى مع تغيير سائقيهم خلال تلك الفترة.

هذا المثال يسلط الضوء على أهمية التصميم الأساسي للسيارة في تحديد الفوز أو الهزيمة في هذه الرياضة.

اقرأ أيضًا:

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=69732">هل تصبح السيارات السوداء أكثر سخونة في الصيف من السيارات البيضاء ؟</a>

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=65120">كيف تعمل السيارات ذاتية القيادة ؟</a>

ترجمة: شريف فضل

تدقيق: محمد شراباتي

<a href="https://www.scienceabc.com/sports/why-do-formula-one-drivers-lie-down-and-drive.html?fbclid=IwAR09fNoSiJwhMumMrofyE0Pw7RMqp_odFYIdPXXIK9EdvQGTH_A6Z6-2QXk">المصدر</a>

شريف فضل

الأعمال

إيران ترفع درجة نقاء اليورانيوم المخصب إلى 4.5%، إليك ما يعنيه ذلك!

هل تظن أن التغير المناخي ليس أمرًا عاجلًا؟ انظر لما أحدثه بسواحل أستراليا

ما خطة العلماء الافتراضية لتجنب ذوبان الجليد في غرب أنتاركتيكا ؟

لماذا يجلس سائقو فورميلا وان في وضعية النوم أثناء القيادة ؟