بحجم دلو مطبخ، تُعدّ هذه خلية تحتوي على أنود وكاثود، حيث يُقدَّم الكاثود على شكل حوض من الزئبق. بين الأنود والكاثود: فراغ. أي مساحة مملوءة ببخار زئبقي مشبع، وفقًا لدرجة الحرارة المحيطة، وذات توصيل كهربائي ضعيف جدًا لدرجة لا تسمح بمرور التيار، مع وجود جهد كهربائي بين الأقطاب (5 كيلوفولط). يُعد "المحفّز" قطبًا صغيرًا يقع بالقرب من سطح الزئبق. عند حدوث شرارة بين هذا القطب والكاثود الزئبقي، يتبخر الزئبق، ويملأ هذا البخار الغرفة، مما يسمح بمرور قوس كهربائي. بعبارة أخرى، صاعقة داخل وعاء مغلق. بمجرد بدء الشحنة، تُحافظ على نفسها حتى يتم استهلاك طاقة المكثفات بالكامل عبر تأثير جول في الموصلات النحاسية. ثم يتكثف بخار الزئبق، ويصبح المُشغّل الكهربائي جاهزًا لتجربة جديدة. يكفي مُشغّل كهربائي ثانٍ، بحجم علبة مشروب، لتفعيل مرور التيار في الوقت المناسب، في الأقطاب التي تم تجهيز نموذج الاختبار بها.
فيما يلي، مخطط تحكم العمليات:
في عام 1965، كان التكلفة الرئيسية لهذا النوع من التجارب تتعلق بالإلكترونيات وتسجيل البيانات. بالطبع، في تلك الفترة، لم تكن الحواسيب الصغيرة موجودة. كانت عرض النطاق الترددي لأفضل أجهزة الموجات الكهربائية في تلك الحقبة (أجهزة تيكرنيكس الأمريكية، ذات الأنابيب) تُضحك اليوم: 1 ميغاهرتز. ولكن في تلك السبعينات، كان سعر كل جهاز يصل إلى 40,000 فرنك. اليوم، يمكن تقليل هذه التكلفة بعشرة أضعاف، مع الحفاظ على الأداء نفسه.
كانت الإشارات الظاهرة على شاشات أجهزة الموجات الكهربائية تُصوَّر على أفلام بولاريود. أما اليوم، فيمكن لحاسوب صغير متوسط الأداء، مزود ببطاقة مخصصة، أن يُسجّل جميع هذه معطيات التجربة تلقائيًا.
كانت عملية تسجيل معطيات مجرى الهواء بسيطة جدًا. كان يكفي وضع أزواج من الإبر الصغيرة، بجهد منخفض، على الجدار. كانت المسافة بين الإبر مقدار ملليمتر واحد، والجهد منخفض بدرجة كافية لمنع مرور التيار في الغاز النيتروجيني المخفّض الضغط. ولكن عندما تمر موجة الصدمة، فإن مجرد غمر هذه الأقطاب، فورًا في الجهة الواقعة وراء الموجة، في غاز نيتروجيني عند 10,000 درجة، كان كافيًا لإنتاج إشارة. من خلال تسجيل إشارتين من مزدوجة "موجات كهربائية" باستخدام جهاز موجات كهربائية مزدوجة، من مصدّرين للإشعاع متباعدين بعشرة أو عشرين سنتيمترًا، ومكانين في الجهة المُقابِلة لقناة التدفق، يمكن قياس سرعة موجة الصدمة، وبالتالي استنتاج جميع المعطيات الغازية الديناميكية: درجة الحرارة، الضغط، درجة التأين، التوصيل الكهربائي. كانت هناك حاجة إلى أجهزة موجات كهربائية أخرى لإجراء قياسات إضافية. لحماية هذه الأجهزة من التداخلات القوية الناتجة عن مُشغّلات الغرفة ذات الضغط العالي، وبشكل عام من جميع عناصر التبديل الكهربائي، كانت هذه الأجهزة متصلة بالمستشعرات عبر كابلات مُشَبَّكة مُحَصَّنة، ومحبوسة داخل قفص فاراداي، حيث تم أيضًا ترتيب المُجريين للتجربة.
إليك وصف التجهيز التجريبي الذي كان من شأنه التحقق من صحة النظرية التي طوّرناها بين عامي 1975 و1980، حول إمكانية تحريك جسم بسرعة فوق صوتية في غاز دون إحداث موجة صدمة. لا يبقى سوى التطرق إلى الطريقة التي يمكن بها إظهار إلغاء هذه الموجات. يمكن استخدام طريقة كلاسيكية وموثوقة، تتمثل في إنشاء نظام خطوط أفقية عن طريق تداخل شعاعين ضوئيين، أحدهما يمر عبر مجرى الاختبار، والآخر يمر خارجها. تمثل موجة الصدمة تغيرًا مفاجئًا في كثافة الغاز، والذي يُترجم إلى تغير في معامل الانكسار. وبالتالي، يتم عادةً الكشف عن موجات الصدمة باستخدام هذا الأسلوب. في الصورة التالية، على اليسار، تظهر الصورة النموذجية لـ"الانزلاق الطيفي" الناتج عن وجود موجة صدمة مائلة، متصلة بحافة الهجوم لملف جناح. وعلى اليمين، نفس الصورة، مع موجات الصدمة المُلغاة.
البلازما من النيتروجين عند 10,000 درجة حرارة كافية لتصدر ضوءًا ملحوظًا، لذا فإن المصدر الأنسب للاستخدام سيكون ليزر هيليوم-نيون صغير، يُنتج ضوءًا أكثر سطوعًا من ضوء البلازما.
في نهاية الثمانينات، قمنا أنا وليبرون بحساب جميع معطيات هذه التجربة، ضمن إطار رسالة الدكتوراه التي تموّلها المعهد الوطني للبحث العلمي (CNRS). أنا مقتنع بأن هذه التجربة كانت ستنجح في المحاولة الأولى، تمامًا كما نجحت جميع تجارب MHD التي جرّبتها سابقًا في المختبر، باستخدام أنبوب الصدمة. أتذكر بخاصة تجربة من عام 1966 (سأتحدث عنها في مستند مستقبلي)، حيث كان الهدف هو تشغيل مولد MHD في "حالة درجتين حرارة"، أي بدرجة حرارة إلكترونية (10,000 درجة) أعلى بكثير من درجة حرارة الغاز في المجرى (6,000 درجة). وكان التحدي هو "استقرار فيليكوف" (الذي أهدر كل الجهود المبذولة في MHD في العديد من الدول). لكن استخدام حيلة ذكية ساعدت على تجاوز هذا العائق، ونجحت التجربة في المحاولة الأولى. قدمت حينها هذا العمل في المؤتمر الدولي في وارسو عام 1967. لكن الأجواء الكارثية التي كانت سائدة في ذلك المختبر أجبرتني على تركه والتغيير في التخصص، فتحولت إلى عالم الفيزياء الفلكية. تولى طالبي جان بول كاريسا كل ما يتعلق بهذا الموضوع البحثي، وجعله موضوع رسالة الدكتوراه (رغم أنه لم يفهم بوضوح أي شيء من تعقيدات استقرار فيليكوف، الذي كان مفتاح التجربة)، مما جعله يحصل على جائزة وورثينغتون، وساعده لاحقًا على أن يصبح مديرًا لمختبر الأيروديناميكا في مودون، ثم مديرًا إقليميًا للمعهد الوطني للبحث العلمي في منطقة بروفانس-الألب-ساحل الأزور.
ما الذي حدث لمشروع كهذا.
في منتصف الثمانينات، نجحت في إثارة اهتمام المدير العام للمعهد الوطني للبحث العلمي، بيير بابون، بهذا الموضوع البحثي. وقدم لنا دعمه، الذي نقله مساعده ميشيل كومبارنوس، مدير قسم العلوم الفيزيائية للمهندسين. في تلك الفترة، كنت بالفعل موظفًا في مراصد مارسيليا، وهي مكان لا يناسب تنفيذ مثل هذه التجارب. فوجد كومبارنوس لنا مختبرًا مُستضافًا، هو مختبر البروفيسور فالنتين في روون. كان من المفترض أن يُموّل المعهد الوطني للبحث العلمي جزءًا من المشروع، بينما كانت القوات المسلحة مُلزَمة بتمويل جزء إضافي. لكن بسرعة، طلب الجيش أن أُبعد تمامًا عن هذه الأبحاث، لأسباب لا علاقة لها بالعلم. وبعد تغيير الإدارة في المعهد الوطني للبحث العلمي، فقدت دعم بابون وكومبارنوس. وبما أن منحة ليبرون كانت قد استُهلكت بالكامل، لم يُفعل شيء لتمكينه من مواصلة أبحاثه.
الفريق في روون، الذي كان بلا خبرة مسبقة في مجال MHD (رغم امتلاكه لجهاز صدمة قديم)، ارتكب العديد من الأخطاء. والمال...