مستشعرات جديدة تحمي الطائرات والسيارات من أخطار الجليد.

طور باحثون في جامعة أمريكية نظام استشعار جديداً يمكن أن يساعد الطيارين والسائقين وأنظمة السلامة الآلية في السيارات والطائرات على اكتشاف الجليد وتقديم تحذيرات قبل وقوع الحوادث.

ووفقاً لدراسة نُشرت في 26 يناير في مجلة “ساينتفك ريبورتس”، يتسبب الجليد على الطرق في حوالي 20% من حوادث السيارات المرتبطة بالطقس سنوياً، بينما يساهم تراكم الجليد على الطائرات في حوالي 10% من حوادث الطيران المميتة، حيث يؤثر على قدرات التحكم في الطائرة.

نظام مزدوج لاكتشاف الجليد

يذكر المؤلف الرئيسي للدراسة أن مشكلة تجمد الطائرات ليست نظرية؛ بل سببت بالفعل كوارث مأساوية. على سبيل المثال، تحطمت طائرة تابعة لخطوط جوية برازلية قرب ساو باولو في أغسطس 2024 بعد فشل أنظمة إزالة الجليد الخاصة بها. وبالمثل، تحطمت طائرة تابعة للخطوط الجوية الفرنسية في المحيط الأطلسي عام 2009 بعد أن حجب الجليد أجهزة الاستشعار التي تقيس سرعة الطائرة، مما أدى إلى وفاة جميع الركاب.

ويضيف أن السفر الجوي يتزايد كل عام، ومع ذلك يزداد الضغط لتشغيل الرحلات في ظروف جوية أكثر صعوبة. ويقول: “يمكن أن تساعد تقنيتنا الطائرات والطائرات المسيرة والسيارات والشاحنات على أن تكون آمنة وفعالة قدر الإمكان.”

يعتمد الابتكار الجديد على مستشعرين متكاملين يعملان معاً. وقد تم بالفعل اختبار النظام على طائرة صغيرة أحادية المحرك وعلى طائرة رجال أعمال خفيفة مجهزة بأدوات علمية لمقارنة القياسات. المستشعر الأول – المدمج داخل سطح الطائرة – يستخدم الموجات الدقيقة للكشف عن التكوين الأولي للجليد مباشرة على جسم الطائرة. أما المستشعر الثاني فيستخدم الليزر للكشف المبكر عن المطر المتجمد وقطرات الماء الكبيرة داخل السحب، مما يمنح الطيار فرصة للهروب من منطقة الخطر قبل بدء التجميد.

ويقول الباحث إن مستشعر الليزر هذا يمكن أن يكون مفيداً أيضاً للسيارات والشاحنات من خلال اكتشاف الجليد على الطرق وتحذير السائقين أو تفعيل أنظمة السلامة تلقائياً.

فكرة بدأت من المريخ

يشير المؤلف الرئيسي للدراسة إلى أن تطوير مستشعر الميكروويف لم يبدأ من مجال الطيران، بل من الفضاء. نشأت الفكرة بعد مهمة “فينيكس” التابعة لناسا، التي وجدت أدلة على وجود ماء سائل على المريخ. في ذلك الوقت، كان فريق البحث يسعى لتطوير أدوات لمساعدة البعثات المستقبلية على التمييز بين الماء والجليد في التربة، لكن تركيزهم تحول لاحقاً إلى الطيران عندما لاحظ المؤلف الرئيسي أن طائرته مغطاة بالجليد في أحد فصول الشتاء وأدرك أنه لا يستطيع الإقلاع بأمان.

ويضيف: “تكون الطائرات بالجليد مشكلة عالمية يمكن أن تحدث في أي وقت من السنة، اعتماداً على الارتفاع والموقع والظروف الجوية. أدركت أنني أستطيع فعل شيء حيال ذلك لأنني طيار وعالم في الغلاف الجوي.”

تعتمد طائرات اليوم على أجهزة استشعار بارزة تمتد من جسم الطائرة للكشف عن الجليد، لكن هذه المستشعرات لا تقدم صورة دقيقة عما يحدث على سطح الطائرة نفسه. مستشعر الميكروويف الجديد مدمج داخل السطح ويمكنه اكتشاف تراكم الجليد مباشرة لأن تردد الإشارة يتغير عندما يغطيه الماء أو عندما يتحول الماء إلى جليد، وفقاً للباحث.

في المقابل، يعمل مستشعر الليزر عن طريق إصدار ثلاثة أشعة تحت حمراء