طالب الدراسات العليا بالاك باتيل من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) يخلق الموادمما قد يغير مستقبل البعثات المأهولة إلى المريخ. في قلب عملها توجد أنابيب نيتريد البورون النانوية (BNNTs)، وهي أسطوانات مجوفة مجهرية يمكنها حجب الإشعاع الكوني القاتل.

يقول باتيل: «مع المواد الحالية، من المستحيل الذهاب إلى المريخ بأمان».

الألومنيوم، الذي تصنع منه أجسام معظم المركبات الفضائية، عند اصطدامه بالإشعاع الكوني، يولد نيوترونات ثانوية قاتلة للأنسجة البشرية.

الصورة: معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

عينة من الأنابيب النانوية

طور باتل طريقة تسمح بدمج الأنابيب النانوية في المركبات الفضائية بتركيزات تصل إلى 50% بالوزنبينما كان الحد في السابق 10% فقط. تظل المادة الجديدة خفيفة الوزن ومتينة وتحمي الطاقم بشكل موثوق دون أن تفقد خصائصها الميكانيكية.

ويقال إن المركبات النانوية التي ابتكرها باتل قادرة على منع تكون الأجنحة على شكل جليد، وتحديد الشقوق الصغيرة قبل الفشل، وتخفيف التأثيرات الكاشطة للغبار القمري والمريخي.

وتقول: “نحن نصنع مادة متعددة الوظائف لا تحمي السفينة فحسب، بل تراقب أيضًا حالة السفينة”.

وفي مايو 2025، اختبر باتل إنتاج الأنابيب النانوية في الجاذبية الصغرى، وأُرسلت عينات إلى محطة الفضاء الدولية، وتم اختبارها بنجاح. كما تعمل أيضًا على تحسين أنظمة ومواد الحماية الحرارية عند العودة للحماية من الجزيئات الحادة والكهربائية الساكنة على القمر والتي تسببت في إتلاف بدلات الفضاء أثناء مهام أبولو.

وتقول: “هذه واحدة من المجالات القليلة التي يجب أن يكون فيها كل شيء مثاليًا”.

تم تصميم الأنابيب النانوية من نيتريد البورون للحماية من الإشعاع وتعزيز الخواص الميكانيكية للمركبات.

يشرح باتيل: “الطائرات الحديثة تتكون من 50% من المركبات. إدخال الأنابيب النانوية يحسن القوة ويضيف وظائف جديدة ويجعل المواد أكثر قدرة على التكيف.”

ومن المفترض أن التطوير قادر على إطالة عمر الهياكل، ومنع التدمير، وحتى مكافحة الجليد والغبار على القمر والمريخ.

الصورة: معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

يعمل باتيل باستخدام فرن في أحد المختبرات حيث يتم زراعة الأنابيب النانوية من نيتريد البورون

تشارك باتل بنشاط في مسابقات وكالة ناسا، بما في ذلك مشاريع استخراج المياه على القمر والمريخ، حيث تضع مهاراتها الهندسية موضع التنفيذ. أكملت أيضًا مهمة Asclepios III التناظرية في جبال الألب، حيث عملت كمشغلة اتصالات CAPCOM لفريق “رائد الفضاء التناظري”. يحاكي التدريب العزلة والظروف القاسية والعمليات المعقدة، لإعدادها للقيام بمهام فضائية حقيقية.

ويرى باتيل أن المرحلة الحالية لاستكشاف الفضاء – العودة إلى القمر والاستعداد للرحلات إلى المريخ – هي بمثابة أبولو في العصر الحديث، حيث تحقق البشرية اختراقات كبيرة في البعثات المأهولة.

وتقول: “أريد أن أعمل حيث يتم إنشاء التقنيات اللازمة لمستقبل الفضاء المأهول”.