مختبر في الفضاء: مشروع جديد من "سبيس إكس" لتطوير الأدوية والمواد المتقدمة

تتجه شركة "سبيس إكس" الأميركية إلى توسيع أنشطتها في الفضاء، من إطلاق الصواريخ والأقمار الاصطناعية إلى إتاحة الفرصة للشركات والباحثين لتطوير الأدوية وتصنيع مواد متقدمة خارج الأرض، باستخدام مركبة فضائية جديدة تحمل اسم "ستارفول"، صُممت لنقل التجارب والمواد إلى المدار ثم إعادتها لفحصها.
ويقوم المشروع على الاستفادة من ظروف الجاذبية الصغرى في الفضاء، التي تسمح بإجراء تجارب علمية وعمليات تصنيع قد تكون صعبة أو أقل كفاءة على الأرض، خصوصًا في مجالات صناعة الأدوية والرقائق الإلكترونية والألياف الضوئية.
وتختلف الفكرة عن المهمات الفضائية التقليدية، إذ لا يقتصر الهدف على إرسال أجهزة إلى الفضاء لجمع المعلومات، بل يشمل إنتاج مواد أو إجراء تجارب في المدار، ثم إعادة نتائجها إلى المختبرات الأرضية لمعرفة ما إذا كانت تتمتع بخصائص أفضل.
وتعمل "سبيس إكس" على تقديم هذه الإمكانية للشركات والمؤسسات البحثية من خلال مركبة "ستارفول"، المصممة لنقل التجارب إلى الفضاء وتوفير بيئة مناسبة لتشغيلها، قبل العودة بالمواد إلى الأرض.
وتبدأ العملية بتجهيز الأجهزة والعينات التي يريد العميل اختبارها، ثم إرسالها على متن المركبة إلى مدار حول الأرض، حيث تجري التجارب أو عمليات التصنيع في ظروف تختلف عن تلك الموجودة على سطح الكوكب.
وبعد انتهاء المهمة، تعود المركبة بما تحمله من مواد وعينات، ليتمكن الباحثون من تحليلها وقياس خصائصها ومقارنتها بالمواد التي أُنتجت على الأرض.
وتعد مرحلة العودة أساسية في المشروع، لأن الهدف لا يقتصر على معرفة ما يحدث للمواد في الفضاء، بل يتطلب التأكد من أن أي تحسن في خصائصها يمكن الاستفادة منه عمليًا.
لماذا قد يكون تصنيع بعض المواد في الفضاء أفضل؟
تكمن الفكرة العلمية وراء المشروع في اختلاف تأثير الجاذبية على المواد والسوائل أثناء وجودها في المدار.
ففي المختبرات الأرضية، تؤثر الجاذبية في حركة السوائل وترسب الجسيمات وتوزيع المواد، وهو ما قد يغير طريقة تشكل البلورات أو نمو بعض الأنسجة.
أما في الفضاء، فتكون المواد داخل المركبات المدارية في حالة تعرف باسم "الجاذبية الصغرى"، حيث تبدو الأجسام وكأنها تطفو من دون وزن.
وتوضح وكالة الفضاء الأميركية "ناسا" أن الجاذبية لا تختفي في هذه الحالة، وإنما تتحرك المركبة وكل ما بداخلها في سقوط حر مستمر حول الأرض، ما يقلل بعض التأثيرات التي تظهر في المختبرات التقليدية.
ويمكن لهذه الظروف أن تسمح للعلماء بدراسة كيفية تشكل المواد ونمو البلورات من دون التأثير المعتاد للجاذبية، وهو ما قد يساعد في تطوير مواد أكثر انتظامًا أو تحسين خصائصها.
وفي صناعة الأدوية، يهتم الباحثون خصوصًا بدراسة نمو البلورات الدوائية، لأن شكل البلورة وتركيبها يؤثران في الخصائص الفيزيائية للمادة وإمكانية دراستها وتحضيرها.
وقد تساعد التجارب في الفضاء على إنتاج بلورات أكثر انتظامًا، ما يتيح للباحثين فهم المواد الدوائية بصورة أدق، وربما تطوير طرق أفضل لإنتاجها.
لكن هذه الفوائد ليست مضمونة في جميع الحالات، كما أن نجاح تجربة فضائية لا يعني بالضرورة تطوير دواء جديد أو منتج أكثر فاعلية.
ولا تقتصر التطبيقات المحتملة على الأدوية، إذ تشمل أيضًا المواد المستخدمة في الرقائق الإلكترونية، والألياف الضوئية التي تنقل البيانات، إلى جانب أبحاث الخلايا والأنسجة.
ويبحث العلماء في ما إذا كانت بيئة الجاذبية الصغرى تساعد على تقليل بعض العيوب التي تظهر أثناء تصنيع هذه المواد على الأرض، بما قد يحسن أداءها أو خصائصها.
ويمكن إجراء تجارب قصيرة في ظروف مشابهة على الأرض، باستخدام طائرات خاصة أو منشآت للسقوط الحر، لكنها توفر فترات محدودة من الجاذبية الصغرى، بينما تسمح الرحلات المدارية بإجراء تجارب تستمر مدة أطول.