شباب الصين.. عالم غواصات صيني يحقق طفرة في تطوير الغواصات المأهولة

شارك عالم صيني تكمن فكرته في تطوير القشرة الزجاجية المجوفة، مادة قابلة للطفو تشكل الأجزاء الرئيسية من “فندوتشه” (المناضل)، الغواصة الصينية المأهولة في أعماق البحار، التي تطورت على أساسها صناعة الغواصات الصينية المأهولة في أعماق البحار، في بعثات بحثية مختلفة.

يشغل يان كاي تشي، الباحث في معهد التقنيات الفيزيائية والكيميائية للأكاديمية الصينية للعلوم، منصب نائب كبير مصممي النظام الهيكلي للغواصة. وتم إطلاق مشروع الغواصة في عام 2016. وفي نوفمبر عام 2020، أكملت رحلة استكشافية مدتها شهر، ووصلت إلى عمق قياسي بلغ 10909 أمتار وغصت في خندق ماريانا، أحد أعمق البقاع على هذا الكوكب.

ويعد يان من بين العلماء الذين يقفون وراء البحث والتطوير للغواصات المأهولة. وفي مختبر يان، أظهر لنا زجاجة مملوءة بمادة تشبه الحليب. وقال إنها القشرة الزجاجية المجوفة ذات الأشكال الكروية المثالية والسيولة الجيدة. وتحتوي الزجاجة على نحو 10 مليارات كرة زجاجية مجوفة، ويبلغ قطر كل واحدة منها نفس حجم شعرة الإنسان تقريبا.

وسيشكل الجمع بين هذه الكرات المجهرية المجوفة وركائز البوليمر مادة صلبة قابلة للطفو ومقاومة للضغط العالي، وتعتبر واحدة من التقنيات الستة الرئيسية للغواصات في أعماق البحار.

وقال يان “إن نحو 70% من حجم الغواصة مصنوع من مواد قابلة للطفو”.

نظرا لأن الغواصة يجب أن تتحمل ضغطا في أعماق المحيط يزيد عن 10000 متر، ما يشبه وجود 2000 فيل مكدسا على جسم بشري، تعد مقاومة الضغط والسلامة الأكثر أهمية.

وقال يان “إن ضغط المياه قوي جدا في أعماق خندق ماريانا. ولا يمكن أن يكون هناك خطر في مثل هذه الظروف. ويجب أن تكون متأكدا بنسبة 100% من قدرتك على النزول والصعود من البحر”.

كان وراء هذا النجاح جهد دام عقدا من الزمن وعملا شاقا قام به يان وفريقه. ولمدة سنتين، لم يحرزوا أي تقدم في تجربة مقاومة الضغط للكرات الزجاجية المجوفة، حيث واصل يان وفريقه تجاربهم اليومية رغم الإحباط الكبير. وعرض يان أربع زجاجات من العينات من فترات مختلفة من تجاربه التي استمرت عقدا من الزمن.

وقال يان “كانت هذه تجربتنا الأولى، حيث لم يتمكن سوى عدد قليل من الكرات المجهرية من الطفو على الماء. وبعد ما يقرب من عقد من العمل الشاق، كما تظهر أحدث العينات، تطفو معظم الكرات المجهرية على الماء. ومع هذه، يمكن تشكيل كرات زجاجية مجوفة حقيقية”.

لم يشعر يان وفريقه بالإحباط من الفشل مرارا وتكرارا، لكنهم عدلوا المعايير وبدأوا من جديد. ولتحديد الفرق بين النتائج المختبرية وسيناريوهات التطبيق الفعلية، ذهب يان إلى مقاطعة هاينان بجنوبي الصين ثلاث مرات وقضى 40 يوما في البحر لجمع بيانات التجربة.

وقال يان “إن هذه التقنيات صعبة للغاية، ومن الصعب كسرها. وأعتقد أنني من النوع الذي يفضل التحديات، لذلك سيكون من المفيد بالنسبة لي أن آخذ الأمر على محمل الجد. ومن خلاله يمكننا أن نفعل شيئا لتنمية بلدنا. ولا يتعلق الأمر بالتقدم العلمي فحسب، بل يتعلق أيضا بأمننا القومي”.

قال يان إن تصميمه على العلوم ينبع من أيام دراسته الجامعية عندما كان طالبا في كيمياء المواد في جامعة نانكاي بمدينة تيانجين بشمالي الصين.

وأضاف قائلا “هناك العديد من اللافتات على طول الطرق في الجامعة. وكان أكثر ما أثار إعجابي “فهم الصين وخدمتها”. ويعني أن تسأل نفسك عما يمكنك القيام به لتنمية بلدك”.

بعد تخرجه في عام 2009، تم قبول يان في كلية الدراسات العليا بالأكاديمية الصينية للعلوم. وخلال تلك الفترة، تم إطلاق مشروع الغواصة المأهولة في أعماق البحار للصين الذي تم تطويره محليا “محارب أعماق البحار”، وتعد المواد القابلة للطفو تقنية أساسية لمعدات الغوص في أعماق البحار. واختار يان هيكل القشرة الزجاجية المجوفة لتلبية احتياجات البلاد.

ويقود يان الآن فريقا من العلماء الشباب لدراسة الأداء النهائي للمواد القابلة للطفو في أعماق البحار وجمع البيانات لتطوير مواد جديدة.

وقال يان “ندرس كيف يتغير أداء هذه المادة على مدى خدمتها طويلة المدى. ويمكن أن يوفر لنا جمع البيانات الأساسية المزيد من المعلومات لدعم البقاء على المدى الطويل في أعماق البحار في المستقبل”.