MHD

...ما هو الديناميكا المغناطيسية الهيدروليكية، أو ما يُعرف اختصاراً بـ MHD؟ هي الفن والطريقة للتأثير على مائع، سواء كان سائلاً أو غازاً، من خلال تطبيق قوى كهرومغناطيسية عليه، بشرط أن يكون موصلاً للكهرباء بشكل كافٍ. عندئذٍ نتحدث عن مسرّع MHD. وهي أيضاً الفن والطريقة لتحويل الطاقة الحركية لمائع إلى طاقة كهربائية. عندئذٍ نتحدث عن مولّد MHD. وبشكل أعم، طالما تتم عملية تحويل مباشر لشكل من أشكال الطاقة إلى شكل آخر (حركي، كهرومغناطيسي)، فإننا نتحدث عن محوّل MHD.

... للتعرف على أساسيات MHD، انظر قصتي المصورة "جدار الصمت" (اسمٌ مناسبٌ تماماً) ضمن "قرص Lanturlu".

... في الستينيات، وجدت فرنسا نفسها في طليعة هذا المجال تماماً. يمكن القول: بالصدفة. فقد بدأت جهود بحثية كبيرة في مجال MHD في أوائل الستينيات في العديد من الدول: إنجلترا، الاتحاد السوفيتي، الولايات المتحدة، فرنسا. وانضمت دول مثل ألمانيا، ثم اليابان لاحقاً إلى هذا الركب. كان الهدف آنذاك تطوير مولّدات MHD يمكنها نظرياً تحقيق كفاءات أعلى بكثير من تلك الخاصة بالآلات الحرارية (تصل إلى 60%). وكانت مصادر الطاقة من نوعين: احتراق الهيدروكربونات أو الطاقة النووية. ولكي تكون العملية مجدية اقتصادياً، كان من الضروري أن يتمتع المائع الذي نعتزم استخراج أكبر قدر ممكن من طاقته الحركية منه، بموصلية كهربائية كافية. لكن من حيث المبدأ، جميع الغازات موصلات رديئة جداً للكهرباء. بل هي في الواقع... عوازل. لذا، بذلنا كل ما يبدو ممكناً لمنح هذه الغازات موصلية كهربائية عالية، من خلال "تلقيحها" بعناصر قلوية ذات "جهد تأين" منخفض (أساساً السيزيوم). لكن النتائج كانت مخيبة للآمال، على الرغم من المبالغ الضخمة المستثمرة في هذا البحث، في فترة من النمو الاقتصادي القوي. ثم فكرنا في تشغيل هذه المولّدات "بدرجتين حراريتين"، من خلال تزويد "غاز الإلكترونات الحرة" بدرجة حرارة أعلى من درجة حرارة الغاز نفسه، المكون من ذرات. لكن عدم استقرار خطير، اكتشف نظرياً في عام 1964 من قبل E. Velikhov (الذي أصبح لاحقاً نائب رئيس أكاديمية العلوم في الاتحاد السوفيتي)، دمر كل هذه الخطط، منذ نهاية الستينيات. وفي منتصف السبعينيات، تخلت معظم الدول عن هذا المجال، باستثناء الاتحاد السوفيتي الذي حافظ على جهد بحثي كبير في هذا القطاع حتى انهياره الاقتصادي.

... عندما عُيّنت في معهد ميكانيكا الموائع في مرسيليا عام 1965، وجدت هناك فريقاً صغيراً، يجتمع حول باحث واحد: Georges Inglesakis، الذي أجرى، مستلهماً أعمالاً قام بها في الولايات المتحدة باحث من أصل سويسري هو Bert Zauderer، تجارب تحويل مباشر باستخدام "أنبوب صدمي" كمصدر لدفقات الغاز. كانت التجارب قصيرة جداً في مدتها (أقل من مئة ميكروثانية)، لكن كل الأهمية كانت تكمن في أن الغاز المطرود بسرعة عالية جداً (أكثر من 2500 م/ث)، تحت ضغط كبير (بار واحد)، كان أيضاً ساخناً جداً (عشرة آلاف درجة)، وبالتالي موصلاً للكهرباء بقوة كبيرة. في هذه الظروف، أصبح من الممكن محاكاة مولّدات MHD التي كنا نحلم بها، من خلال ضغط الغازات، وبالتالي تسخينها وطرحها عبر فوهة نفث، حتى لو كانت هذه الغازات موصلات رديئة جداً للكهرباء في الظروف العادية، مثل الأرجون، لكنها تصبح موصلة عند درجة الحرارة التي تُرفع إليها. بالطبع، لم تكن لهذه التجارب أي فائدة من الناحية الصناعية البحتة. فماذا نفعل بمولّد لا يمكنه العمل إلا لعُشر جزء من المليون من الثانية كل ساعة، حتى لو أنتج عدة ميغاواط خلال هذه الفترة؟ في ذلك الوقت، لم يدرك أحد (باستثناء السوفيت) أن هذه المولّدات النبضية ستجد يوماً ما تطبيقاً لها فيما سيُعرف لاحقاً بـ "حرب النجوم"، وسأتحدث عن ذلك في الموقع.

... سيتعلم القارئ لاحقاً، وربما بدهشة، أن والد MHD السوفيتية لم يكن سوى عبقري اسمه أندريه ساخاروف (والد أول قنبلة هيدروجينية روسية أيضاً). لم يكن ساخاروف باحثاً فحسب، بل كان مبتكراً ورؤيائياً. لم يشك أحد في هذا المعهد في مرسيليا، حيث حطت بي الرحال، في الإمكانات الحقيقية لـ MHD. ومع ذلك، تم تحقيق بعض النتائج المذهلة. في عام 1967، بعد عامين من انضمامي إلى المختبر، وبفضل حيلة أعاد اكتشافها ياباني بعد خمسة عشر عاماً، نجحت في تشغيل مولّد بدرجتين حراريتين لأول مرة (لا يزال خلال هذه الدفقات القصيرة)، متجاوزاً عدم استقرار فيليكوف (الذي كان يتطور في جزء من المليون من الثانية) بسرعة. كما أجريت بنجاح تجارب لتسريع البلازما، مع مكاسب في السرعة بلغت 5 كم/ث على طول فوهة نفث لا يتجاوز طولها عشرة سنتيمترات. لكن كل هذا مر دون أن يلاحظه أحد، في خلفية الانهيار العام.

... في فرنسا، البحث "مُوجَّه" من حيث المبدأ. لذا، تضع مؤسسات مثل CNRS وغيرها "برامج". المشكلة هي أن الأشخاص الذين يضعون هذه البرامج والأشخاص الذين لديهم الأفكار ويقومون بالأبحاث ليسوا نفس الأشخاص. لا أعرف إن سبق لك أن قطعت رأس بطة بضربة فأس واحدة. الجميع يعرف أن الحيوان يصبح قادراً على الجري بسرعة بعد ذلك. البحث الفرنسي يشبه إلى حد ما هذه البطة مقطوعة الرأس، وتتفاقم الحالة بسبب حقيقة أن هيئات البحث الفرنسية تعتمد اعتماداً وثيقاً على:

• الجيش
• خريجي المدرسة المتعددة التقنيات (Polytechniciens)

... عندما يدرك المرء كل هذا، وغالباً ما يحدث ذلك بعد سنوات طويلة من النكسات، لا يبقى سوى التوجه إلى المجال البحثي الوحيد الذي يمكن فيه التفكير في أعمال طويلة الأمد: البحث النظري.

... توقفت عن جميع أبحاث MHD في عام 1987، بعد أن واصلت الضغط لعشر سنوات بعد الإغلاق الرسمي لبرامج البحث الفرنسية. توقفت لأنني أُجبرت على ذلك. وقد شرحت ذلك في كتب مختلفة. سأعيد النظر في كل هذا في هذا القسم من موقعي الخاص بـ MHD. في قلب هذا البحث كانت هناك فكرة مثيرة: هل من الممكن تحريك مركبة في الهواء بسرعة فوق صوتية، وحتى فوق صوتية جداً، في هواء كثيف، دون إحداث "دوي" أو موجة صدمية؟ قام طالب، هو Bertrand Lebrun، بإعداد أطروحة دكتوراه تحت إشرافي في هذا الاتجاه. أجابت أعمالنا النظرية، المصحوبة بالعديد من المنشورات العلمية في مجلات رفيعة المستوى وعروض في مؤتمرات دولية، بالإيجاب (انظر القائمة في نهاية الوثيقة المتاحة عبر الرابط). في منتصف الثمانينيات، نجحت في إقناع المدير العام لـ CNRS، السيد بابون، بمساعدتنا على إعداد تجربة. تم تخصيص الاعتمادات. كانت الفكرة هي العمل مرة أخرى في تجارب قصيرة المدة، باستخدام "أنبوب الصدم" كنفاثة هوائية ساخنة. كان مختبر في روان لا يزال يمتلك واحدة من هذه ... التحف القديمة. بالإضافة إلى ذلك، استعدنا معدات مهمة، بقايا من أول "توكاماك" في Fontenay-aux-Roses. كان بابون سعيداً، وهو يرى "أننا سنقوم ببحث متقدم باستخدام معدات مهملة". في نهاية الثمانينيات، كنا على وشك النجاح. لكن الجيش أحبط المشروع عمداً. وقد حصلنا لاحقاً على دليل على ذلك، نشرته في كتاب.

... الجيش، بحكم تعريفه، له كل الحقوق، طالما يستند إلى معيار السرية الدفاعية. يمكن للمرء أن يتخيل بسهولة الورقة الاستراتيجية التي كان يمكن أن يمثلها "صاروخ كروز MHD"، الوحيد القادر على المناورة فوق التلال بسرعة فوق صوتية جداً (لغير المطلعين: جميع صواريخ الكروز الحالية دون صوتية). كان من الممكن أن يكون قرار الجيش في ذلك الوقت بمنع إجراء مثل هذا البحث في سياق مدني مفهوماً إلى حد ما، طالما أنه كان سيواصل هذه الأبحاث في ملاذاته الخاصة، بعيداً عن الأنظار الفضولية. لكن، بعد ثلاثة عشر عاماً، تبين أن العسكريين الفرنسيين كانوا ببساطة غير قادرين على مواصلة هذه الأبحاث، وقد تم التخلي عنها ببساطة، وسريعاً إلى حد ما، بسبب نقص ... الكفاءات. التحقيق الذي أُجري خلص ببساطة إلى الاستنتاج التالي:

لا توجد MHD عسكرية فرنسية

... في الوقت الذي أطلق فيه مجموعة من العسكريين القادمين من IHEDN (معهد الدراسات العليا للدفاع الوطني) صرخة إنذار، في كتيب نُشر في يوليو 1999. تحدثوا عن تقدم أمريكي هائل في هذا المجال، ودقوا ناقوس الخطر. سنرى لاحقاً أن هذه المخاوف قد تكون مبررة. أنا مقتنع حتى بأنها مبررة، وسأوضح ذلك. لكن ما هو سخيف هو أن بين أولئك الذين يقلقون من هذا الوضع يوجد كثير من الذين كانوا، بين عامي 1976 و1987، المسؤولين الكبار عن فشل الجهد الفرنسي في مجال MHD. قصر نظر، عدم كفاءة. والأكثر غرابة هو أن هؤلاء الأشخاص أنفسهم هم من يمدون أيديهم طالبين "رداً عملياً" حازماً، ويطلبون في الواقع تفويضاً كاملاً، بينما هم المسؤولون الرئيسيون عن تأخرنا في هذا المجال. متخذين مظهر المتآمرين، يحاولون الإيحاء بأن المتحدثين باسمهم مدعومون بكفاءات تقنية وعلمية قوية. لكن هذا ليس صحيحاً. كل هذا للأسف مجرد حركات بهلوانية بائسة وغير مجدية، لأنه ... فات الأوان.

... ما يصعب تحمله بالنسبة لي كباحث هو أن أرى شخصية تفتقر إلى أي كفاءة علمية تتشدق على شاشة التلفزيون معلنة: "نحن نعرف الآن كيف نحرك آلة بسرعة فوق صوتية دون إحداث دوي". فكرت حينها أنه من الجيد أن يكون الطالب، والمعلم، والمهندس، ودافع الضرائب، ورجل الشارع، وحتى ... السياسي، على علم، وأن يكون لديهم عناصر تقييم حتى لا يُخدع هؤلاء الناس مرة أخرى، بعد ثلاثة وعشرين عاماً، ويعاملون كحمقى.

... كمقدمة، سيجد القارئ بالنقر على الرابط أدناه، عرضاً مبسطاً إلى حد ما لهذه التجربة الشهيرة في MHD، تلك التي كنا نحلم بإجرائها، والتي حسبناها بالكامل، وكان من شأنها (مثل جميع التجارب التي أجريتها في هذا المجال) أن تنجح من المحاولة الأولى. تجربة عجزت العسكرة عن تنفيذها بنجاح.

.. كيف يكون هذا ممكناً؟ لا تبالغوا في تقدير العسكريين (وخريجي المدرسة المتعددة التقنيات). تذكروا عبارة كليمنصو، عند منعطف الحرب العالمية الأولى: "أفضل طريقة لهزيمة ألمانيا هي إنشاء مدرسة متعددة التقنيات فيها".

... قبل الانتقال إلى عرض هذه التجربة، بأسلوب "مئة ألف ميكروثانية قد تغير نظرتنا للعالم"، مدعوماً بحادثة طريفة تدعم أقوالي. بعد أولى التجارب النووية الفرنسية في رقان، علم العسكريون أن الأمريكيين أصبحوا يجرون تجاربهم تحت الأرض. سألوا عن كيفية إجرائهم لذلك. جاءت الإجابة سريعاً:

• اسمعوا يا آكلي الضفادع الصغار، أنتم لطفاء، لكن من ناحية، انسحبتم من حلف الناتو، ومن ناحية أخرى، لا نرغب كثيراً في رؤية الخبرة النووية تنتشر كالنار في الهشيم عبر هذا الكوكب. لذا، دبروا أمركم...

... قام مهندسو الجيش من خريجي المدرسة المتعددة التقنيات، "مهندسو البارود"، بحسابات معقدة. استنتجوا أنه يجب حفر نفق في الجبل، ووضع الجهاز النووي في أعماقه، ثم ملء الباقي بالخرسانة والحديد. وهكذا تم. تم نصب مركز قيادة إطلاق النار مباشرة أمام النفق المسدود، ثم دُعي وزير الدفاع، بيير ميسمر، إلى هذه الزاوية من الصحراء لحضور التجربة. وهو نفسه من روى هذه القصة لمجلة Paris-Match، التي كانت تحاول حينها، عبثاً (في بلدنا نعتز بالسرية) كتابة تاريخ القنبلة الفرنسية. سنرى على الفور لماذا أدلى بهذا الاعتراف. كان الوزير، حتى بعد كل هذه السنوات، يحمل ثقلاً كبيراً في صدره.

... عندما أُشعل الجهاز، أدت الضغط إلى طرد مئات الأمتار من الخرسانة المسلحة فوراً، وتصرف النفق مثل بندقية رش. رأى الوزير المصدوم هذه الشظايا تمر على مسافة قريبة. تعرض الجميع للإشعاع، بالطبع. كان تقدير الجرعات المستلمة صعباً: كانت الأفلام (بما في ذلك فيلم الوزير) قد تعرضت للتلف الكامل. كان ميسمر في حالة غضب شديد. أن يتعرض جندي في الفيلق الأجنبي أو سكان قرية للإشعاع، فهذا مقبول، لكن ... وزير الدفاع، حقاً!

... في الواقع، وأدرك مهندسونا العسكريون ذلك في النهاية، لم يكن يجب وضع الجهاز في صخر صلب، بل على العكس، تحت مئات الأمتار من أرض مرنة بما يكفي لامتصاص الصدمة. فكروا في الأمر. إذا أردتم تفجير قنبلة يدوية ثم تحليل منتجات الانفجار، فمن المنطقي أكثر وضعها على أكياس رملية بدلاً من صبها في الخرسانة. اليوم نعرف كيفية التصرف. عندما تنفجر القنبلة، تتشكل تجويف في الأرض القابلة للانضغاط (كما كان الحال في أساس جزيرة مورورو). وبذلك يتم امتصاص الطاقة عن طريق الانضغاط غير المرن. في الوقت نفسه، تصعد موجة صدمية نحو السطح، ترفع الأرض قليلاً، وينتهي الأمر.

... كل هذا ليقول إن الملاذات العسكرية ليست بالضرورة ذروة البحث الأساسي. أسمع أحياناً أشخاصاً يقولون لي:

• لكن، ألا تعتقد أن كل ما يُعرض علينا، وكل هذه الحركات البهلوانية التلفزيونية، ليست سوى "لإلهاء الجمهور"، وأن وراء هذا الستار، قد تُجرى أبحاث أكثر جدية بكثير؟

... آسف لإحباط آمالكم. وراء هذا الستار، لا يوجد شيء. وإلا لما احتوى التقرير المذكور أعلاه على كل هذا العدد من الأخطاء التي تكشف عن الجهل العلمي لمؤلفيه.

ليس لدي القدرة على تغيير العالم، لكنني لا أحب أن يُخدع الناس ويعاملوا كحمقى.

مئة ميكروثانية لتغيير نظرتنا للكون