مسابقة تدوير المخلفات في البيئات منعدمة الجاذبية Recycling in Space Challenge

مسابقة تدوير المخلفات في البيئات منعدمة الجاذبية – وكالة ناسا NASA

 

أعلنت وكالة ناسا الفضائية عبر موقعها الرسمي في 10 أكتوبر 2018 م، عن مسابقة ضمن معمل الإبداع والحلول الذكية NASA Tournament Lab حول التحدي لإعادة تدوير المخلفات في البيئات منعدمة الجاذبية Recycling in Space Challenge داخل مكوك الفضاء ومحطة الفضاء الدولية.

 

وتكمن المشكلة باختصار أن المخلفات الخاصة برواد الفضاء تأخذ حيزا من التخزين لأنهم لا يستطيعون التخلص منها في الفضاء الخارجي والمسابقة لتنفيذ فكرة قابلة للتنفيذ لتخزين هذه المخلفات والتي تعد كاستهلاك واستخدام يومي لدى رواد الفضاء مثل القفازات والمناديل وبقيا الطعام والعصائر والملابس وغيرها من المخلفات، لأن رائد الفضاء الواحد في الرحلات الطويلة يخزن نحو 2.5 طن من المخلفات سنوياً والرحلة الفضائية عليها حوالي 4 من رواد الفضاء بمعدل 10 طن مخلفات سنوياً ولو هناك رحلات طويلة للمريخ تستغرق حوالي 3 سنوات إذاً نحن نتحدث عن مخلفات 30 طنا خلال الرحلة الواحدة.

 

وجود المخلفات سيتسبب في ضرر كبير فهو يكلف الوكالة مادياً حيث يجب أن يكون المكوك الفضائي كبير الحجم لاتساع هذه المخلفات، بالإضافة لمشكلة بيئية بوجود هذه المخلفات لسنوات في المكان، ولذلك معمل الإبداع والحلول الذكية NASA Tournament Lab بناسا أعلن عن المسابقة لإيجاد حل لمشكلة المخلفات لتكون فكرة قابلة للتنفيذ بوضع المخلفات في حيز محكم الإغلاق حتى لا تتسرب الروائح والغازات ويجهز المخلفات لدخولها على المفاعل النووي ويحللها ويعيد تدويرها.

.

اقرأ أيضا :

 

مسابقة تصميم مرحاض يتحدى جاذبية القمر 2020 م

.

فيما يلي سنتعرف سويا علي بعض تفاصيل وشروط المسابقة، وستكون هذه التفاصيل مفيدة لكل من يود المشاركة في مثل تلك المسابقات في المستقبل. وللإطلاع الكامل يجب الرجوع إلي المصادر الأصلية علي موقع وكالة ناسا للفضاء:

.

التفاصيل

 

على الأرض Earth ، يمكن أن تستخدم تقنيات إعادة التدوير الجاذبية لنقل النفايات عند تحويلها إلى مواد جديدة أو تقسيمها إلي مكوناتتها. ومع ذلك ، في بيئة الجاذبية الصغرى Microgravity ، فإن التكنولوجيا هي الطريقة الوحيدة لنقل النفايات للمعالجة. الهدف من هذا التحدي هو تحديد آليات أو ميكانيزمات الوعاء والمغذي Receptacle And Feeder Mechanisms المناسبة لبيئة الجاذبية الصغرى Microgravity التي يمكن أن تناول نفايات البعثة إلي عملية التحلل Decomposition .

 

طورت وكالة ناسا مفاعلًا Reactor ذو درجة حرارة عالية يمكنه إعادة تدوير مخلفات رواد الفضاء إلى مواد قيمة (مثل الماء والغازات والمواد الصلبة). أثناء مهام التنظيف Housekeeping ، سيضع رائد الفضاء نفايات البعثة في الوعاء Receptacle استعدادًا لإعادة التدوير. ستأخذ آلية التغذية Feeder Mechanism النفايات من الوعاء وتسليمها إلى المفاعل الساخن لتتم عملية التحلل Decomposition (انظر الرسم البياني أدناه للحصول على تمثيل تخطيطي).

 

بالنسبة لمهمة Mission فضائية تستغرق عامًا واحدًا ، فإن فريقًا من أربعة رواد فضاء سيولد ما يقرب من 2500 كجم من النفايات. يمكن أن تحتوي تلك المخلفات اللوجستية لرواد الفضاء على مجموعة متنوعة من الخامات ، بما في ذلك:

 

  • أقمشة Fabrics (من الملابس القديمة).
  • رغوة Foam .
  • تغليف الطعام Food Packaging .
  • المخلفات البشرية Human Waste (مثل البول والبراز).
  • مناديل صحية Hygienic Wipes .

 

نظرًا لحجم وتنوع منتجات النفايات ، من الأهمية بمكان أن تحدد وكالة ناسا NASA آليات لتسهيل إعادة تدوير المخلفات أثناء المهام.

.

معايير التقييم للمسابقة Evaluation Criteria

 

بينما تهتم وكالة ناسا في المقام الأول بالأنظمة الشاملة Comprehensive Systems التي يمكنها أن تعالج سويا كلا من آليتي الوعاء و النقل Receptacle and Transfer Mechanism ، إلا أنها مهتمة أيضًا بالأساليب التي يمكنها تصميم آلية واحدة فقط بشكل كافٍ. سيتم تقييم التقنيات المقترحة وفقًا للمعايير التالية:

 

يجب أن يكون وعاء القمامة Trash Receptacle :

 

  • يستوعب النفايات اللوجستية لبعثة ذات سكن بحجم محطة الفضاء الدولية (سكن آخر في عوالم بعيدة) دون الاعتماد على الجاذبية Gravity .
  • يستوعب ما لا يقل عن 5 كجم من 100 كجم / م 3 من النفايات المعبأة في أكياس.
  • يمنع تسرب غازات النفايات إلى مكان السكن.
  • تجنب استخدام المواد الاستهلاكية Consumables كلما أمكن ذلك.
  • من الناحية المثالية ، يكون ملائم داخل حدود مساحة خاصة بخزانة متوسطة الحجم:
    • عرض 18 بوصة × طول 21 بوصة × عمق 21 بوصة.
    • التقنيات التي لا تستوفي حاليًا شرط الحجم تظل موضع اهتمام إذا كان هناك مسار قابل للتطبيق لتقليل الحجم.
  • لا يستهلك أكثر من 500 واط في ذروة استهلاك الطاقة Peak Power .
  • يعتبر التشغيل الفعال للطاقة أمرًا حيويًا.
  • توفير عزل مناسب للحفاظ علي جميع الأسطح المستخدم بالبقاء باردة عند لمسها.
  • تجنب إصدار أصوات أعلى من 50 ديسيبل Decibels أيضًا الأصوات التي تزيد عن 50 ديسيبل ، ولكن أقل من 80 ديسيبل ، مقبولة إذا كانت الأصوات قصيرة ومتقطعة.
  • يجب أن يكون جاهزة للعمل وللنشر التشغيلي Operational Deployment في غضون 2-3 سنوات.

.

يجب أن تكون آلية التغذية Feeder Mechanism :

 

  • نقل النفايات اللوجستية لبعثة ذات سكن بحجم محطة الفضاء الدولية (سكن آخر في عوالم بعيدة) دون الاعتماد على الجاذبية Gravity .
  • لا تستهلك أكثر من 500 وات في ذروة الإستهلاك للطاقة Peak Power .
    • يعتبر التشغيل الفعال للطاقة أمرًا حيويًا.
  • تمنع تسرب غازات النفايات إلى مكان السكن.
  • توفير عزل مناسب للحفاظ علي جميع الأسطح المستخدم بالبقاء باردة عند لمسها.
  • التوصيل بمفاعل Reactor بحرارة تصل إلي 300 درجة مئوية عبر فتحة قطرها 2 بوصة.
  • تجنب استخدام المواد الاستهلاكية Consumables كلما أمكن ذلك.
  • من الناحية المثالية ، يكون ملائم داخل حدود مساحة خاصة بخزانة متوسطة الحجم:
    • عرض 18 بوصة × عمق 21 بوصة × طول 21 بوصة.
    • التقنيات التي لا تستوفي حاليًا شرط الحجم تظل موضع اهتمام إذا كان هناك مسار قابل للتطبيق لتقليل الحجم .
  • تجنب توليد الأصوات فوق 50 ديسيبل.
    • تُقبل الأصوات التي تزيد عن 50 ديسيبل ، ولكن أقل من 80 ديسيبل ، إذا كانت الأصوات قصيرة ومتقطعة.
  • يجب أن تكون جاهزة للعمل وللنشر التشغيلي Operational Deployment في غضون 2-3 سنوات.

.

بالإضافة إلى ذلك ، من المستحسن للغاية أن:

 

  • تتم معالجة النفايات مسبقًا قبل الدخول إلي المفاعل ، على سبيل المثال:
    • مقطعة إلى مربعات صغيرة (حوالي 1 بوصة).
    • مهروسة ومبثوقة داخل أنابيب رفيعة.
    • معالجة مسبقة إضافية لزيادة مساحة سطح النفايات.
  • يمكن معالجة النفايات الرطبة والجافة في نفس الوقت.
  • يتم إدراج حساسات Sensors تحديد النفايات في التقنيات المقترحة.

.

أساليب ممكنة Possible Approaches

 

  • التقنيات يتم تكييفها للعمل في بيئة الجاذبية الصغرى Microgravity بما في ذلك:
    • إعادة التدوير Recycling .
    • معالجة النفايات Waste Handling .
    • البثق Extrusion .
  • التقنيات التي تستخدم فرق الضغط Pressure Differential لنقل النفايات.
  • التقنيات التي تستخدم الدفع الهوائي Air Jets لنقل النفايات.
  • حلول مناولة المواد التي تعمل بمشغلات Actuated material handling solutions .
  • تقنيات معالجة النفايات ، مثل:
    • آلات التمزيق Shredders .
    • المطاحن Compactors .
    • آلات البثق Extruders .

.

أساليب بدون فائدة Approaches Not of Interest

 

  • أي نظام يعتمد على الجاذبية Gravity لنقل النفايات إلى المفاعل Reactor .

 

  • أي نظام لا يحقق شرط استهلاك الطاقة Energy Consumption المطلوب .

 

  • أي نظام يعتمد على عدد كبير من المواد المستهلكة Consumables .

.

اللغات المطلوبة : اللغة الإنجليزية.

 

الدول المستهدفة : كل دول العالم.

 

فترة البرنامج : سيتم الإعلان عن جميع الفائزين في مارس 2019 م.

.

شروط التقديم

 

  • المسابقة مفتوحة لجميع الأفراد فوق سن 18 سنة.

 

  • من الغير المتاح لموظفي NASA الحصول على جوائز من هذه المسابقة.

 

  • من الممكن أن تُقيد مشاركتك في هذه المسابقة إذا كنت موظف حكومي.

 

  • من الغير المتاح لموظفي وأفراد العائلة NineSigmaand المشاركة في هذه المسابقة.

 

  • يرحب بالمشاركات المقدمة من الشركات, مراكز الأبحاث الأكاديمية, و المعاهد البحثية, المستشارون, أصحاب رؤوس الأموال, رجال الأعمال, والمخترعين.

.

كيفية التقديم

 

  • الخطوة الأولى: أنشأ حسابك من هنا.
    • يشار إلى جميع معلومات التسجيل التي تقدمها بشكل جماعي باسم “Account”.
    • في موقع المسابقة ، سوف تجد المزيد من التعليمات والمعلومات المطلوبة اللازمة لإقتراحك المكتمل (“Response Form”).
  • الخطوة الثانية: قدم اقتراحك المكتمل (يشار إليه فيما بعد بـ “Entry” والمشار إليه بالتبادل باسم “Proposal,” أو “Submission” أو ”Response” على موقع ويب المسابقة وفي نموذج التقديم).

.

* باستخدام نموذج الاستجابة واتباع الإرشادات المقدمة في نموذج التقديم. عن طريق تقديم مشاركتك، فإنك تقبل رسميا هذه القواعد الرسمية لهذه المسابقة.

 

* يجب أن تكون جميع المقتراحات باللغة الإنجليزية ويمكن إرسال المرفقات بتنسيقات .pdf أو .xls أو .xlsx أو .doc أو docx أو ppt أو .pptx. يمكن تضمين روابط إلى مقاطع الفيديو المتاحة عبر الإنترنت (على سبيل المثال ، YouTube) أو مواقع أخرى في إدخالك. هناك حد أقصى يبلغ 10 ميجابايت لأقتراحك الكامل ، بما في ذلك المرفقات.

.

إرسال رد علي التقديم Submitting A Response

 

يجب عليك إرسال مشاركتك عبر الإنترنت إلي NineSights ، مجتمع الابتكار المفتوح Open Innovation Community المسمي NineSigma ، وفقًا للتعليمات الواردة في نموذج الاستجابة Response Form . يمكنك إرسال ملفات تكميلية Supplemental Files مع ردك.

 

للحصول على المساعدة ، يرجى الاتصال بمكتب مساعدة مزود الحلول Solution Provider Help Desk علي البريد (phd@ninesigma.com).

.

ملاحظات:

 

عن طريق إرسال المشاركة ، فإنك توافق على أن جميع الحقول المطلوبة قد اكتملت وأن جميع المعلومات في حسابك صحيحة ودقيقة.

.

المشاركة في هذا التحدي Responding to This Challenge

 

من خلال إرسال مشاركة Response ، فإنك توافق على القواعد الرسمية Official Rules ، والتي تتضمن المتطلبات التالية:

• يوافق المشاركون على شروط التقديم Submission Terms الموضحة في نموذج المشاركة Response Form.

• يؤكد المشاركون أن مشاركتهم لا تحتوي على أي معلومات سرية.

• يقر المشاركون بأن ناسا NASA تحتفظ بالحق الوحيد والمطلق والسلطة التقديرية لمنح الجوائز كما هو مذكور في التحدي. سيقوم فريق داخلي تابع لوكالة ناسا NASA بتقييم المشاركات وتحديد الفائزين بالجوائز.

• من المقرر تقديم الطلبات بحلول يوم الأربعاء 16 يناير 2019 الساعة 5 مساءً بتوقيت شرق الولايات المتحدة. لن يتم قبول أي مشاركة في وقت متأخر.

.

فكرة الدكتور أيمن رجب حمد الله

 

ذكر الدكتور أيمن رجب حمد الله أن فكرته القابلة للتنفيذ عبارة عن جهاز “قاذف القمامة” وهو عبارة عن جهاز صغير الحجم “80 سم – 80 سم – بارتفاع 120 سم” وهذا من شروط المسابقة، ويعمل هذا الجهاز على تدوير وتجهيز وتعبئة المخلفات اللوجستية “مناديل، قفازات، بقايا طعام وأغذية وخلافه” وتوجيهها إلى المفاعل النووي في بيئة منعدمة الجاذبية، ومواصفات جهاز تتلخص في 3 وحدات رئيسية “وعاء لتجميع القمامة، وغرفة مكابس لتجهيز المخلفات، وغرفة ضغط وكبس المخلفات”.

 

وعن كيفية اشتراكه في المسابقة ذكر أن المسابقة بدأت في 10 أكتوبر 2018 وانتهى التقديم فيها 16 يناير 2019 م، وأنه سمع عن المسابقة يوم 26 ديسمبر 2018 قبل إغلاق باب المسابقة بـ 20 يوم فقط وبدأ في العمل على كتابة الملف الورقي المكون من 30 صفحة في بداية يناير 2019 م ، وقال “كنت أعمل يومياً عقب الانتهاء من اليوم الجامعي ولم أتوقف حتى سلمت الملف في 14 يناير قبل غلق باب التقديم بيومين فقط وحصلت على رقم 1072 ومن بين المتقدمين في المسابقة معامل عالمية في دول مختلفة وكذلك طلاب وباحثون دوليون، وأرسلت الملف للموقع الرسمي لوكالة ناسا الفضائية، وتمت مناقشتي بـ 49 سؤالا حول ملفي حتى يعلموا أني صاحب الفكرة وكيف سيتم تنفيذها”.

.

الإعلان عن الفائزين

 

أعلنت وكالة ناسا عن الفائزين في المسابقة والحاصلون على الجائزة Winners of Recycling in Space Challenge ، وهم كلا من:

 

  • المركز الأول 10000 دولار أمريكي : أوريليان زابكيو Aurelian Zapciu – من رومانيا ، عن وحدة المعالجة المسبقة للنفايات Waste Pre-Processing Unit .

 

  • المركز الثاني 2500 دولار : ديريك ماكفال Derek McFall – من الولايات المتحدة الأمركية ، عن نظام إدارة نفايات الجاذبية الصغرى Microgravity Waste Management System .

 

  • المركز الثاني 2500 دولار : أيمن رجب أحمد حمدالله – من مصر ، عن قاذفة القمامة Trash-Gun (T-Gun) .

 

وقال الدكتور أيمن رجب حمد الله “في الأول من فبراير الماضي (2019 م) أرسلوا رسالة عبر البريد الإلكتروني الخاص بي بتهنئتي ودخولي ضمن الـ 10 الأفضل في المسابقة، ومنذ ساعات قليلة تم الإعلان الرسمي عن المسابقة في موقعهم الرسمي بفوزي بالمركز الثاني عالمياً، ولم أكن أتوقع الفوز لأنه ليس مجالي حتى أني عقب الانتهاء من كتابة الملف كاملا ترددت في إرساله ولكن الدكتور أشرف عبد المبدئ الأستاذ بالكلية، دعمنى نفسياً وقال لن تخسر شيئا في إرساله وأرسلته بالفعل، ولكن أيضاً كان هناك ثقة كبيرة لدى والدتي التى تؤمن بي كثيراً فبالرغم من أنها لا تعلم عن تفاصيل المسابقة ولكنها تؤكد لي أني سأفوز وكنت دائم الاستماع لدعواتها لي والتي أعتقد أنها كانت أحد الأسلحة التى تسلحت بها في المسابقة”.

.

اقرأ أيضا:

 

الفائزون بمسابقة نظام التبرز الفضائي لناسا Space Poop challenge لعام 2017 م

.

فرحة الفوز بدعم الأم وتحدي المحبطين

 

وذكر ما حدث بعد معرفة الخبر وقال “أول شيء عملته شربت كوبا كبيرا من الشاي بلبن وبعد كده اتصلت بوالدتي لأفرحها، فالشاي بلبن هو الداعم الأساسي والرئيسي لفوزي في المسابقة فخلال كتابتي للملف الرفيق لي هو كوب الشاي بلبن والمعروف عنه أنه “أفيون الملوك”. ثم أهدي فوزه في المسابقة لأهله وأصدقائه والمدرسين وأهداها بصورة شخصية للمحبطين ، الذين كان لهم دور مهم في تفوقه على نفسه واجتهاده خلال الفترة الماضية لكي يثبت لنفسه ولهم أنه يستطيع الوصول للقمة حيث أحبطنه أحدهم حينما تقدم في مسابقة أخرى عام 2016 م ، وكتب على صفحته بموقع التواصل الاجتماعي “فيس بوك FaceBook” بتهكم على شخصه. وقال “لكن الحمد لله اجتهدت وثابرت وتفوقت فأنا دائماً ما أؤمن أن “الجبال خلقت لنتسلقها”.

*

اضغط هنا لتتابع صفحتنا علي الفيس بوكو 

***************************************************************

handwave-yellow

مواضيع ذات صلة

 .

.

.

.

.

* اختبار طريقة الهبوط الاحتكاكي Friction Rappelling في المركبة الروسية الجديدة أوريول Oryol

.

متطلبات رحلات الفضاء المأهولة إلى المريخ: يجب أن تتخطي ناسا العودة إلى القمر؟

.

* نظام الإنقاذ في مكوك الفضاء Escape System for Space Shuttle

.

* مؤشر انعدام الوزن Zero-g indicator أو مؤشر انعدام الجاذبية

.

* مرآة المعصم لمهمات السير في الفضاء EVA Wrist Mirror

.

handwave-yellow

Share this...شارك المقالة
Email this to someone
email
Share on Reddit
Reddit
Tweet about this on Twitter
Twitter
Share on Facebook
Facebook
Share on LinkedIn
Linkedin

**************************************

ملاحظة

  • إذا كان لديك مقالة تريد نشرها أو لديك تعديل أو اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .
  • أو راسلنا علي البريد التالي لنشر مقال خاص بك : info@inst-sm.coim

مكتبة محاكاة الأجهزة


أترك تعليق