نشر مارك لويس، أول رئيس ومدير تنفيذي لمعهد بيرديو للأبحاث التطبيقية، المدير السابق لأبحاث الدفاع والهندسة للتحديث في البنتاجون، مقال رأي على موقع aviationweek، يتطرق للمواد النشطة وأهميتها في الحروب الحديثة.
مع دخول الغزو الروسي الكامل لأوكرانيا عامه الثالث، تم إيلاء الكثير من الاهتمام لمخزون الأسلحة المتناقص لدى الغرب. سارع المصنعون إلى زيادة إنتاج الأسلحة التي أثبتت أهميتها الحيوية للدفاع عن أوكرانيا - أو في بعض الحالات، إعادة إنتاجها مرة أخرى. وقد صدرت تحذيرات شديدة بأننا نستنفد بسرعة مخزونات الأسلحة التي قد يحتاجها جيشنا. وفي الوقت نفسه، هناك مخاوف من أن الصناعة ليست في وضع يسمح لها بتلبية الطلب المتزايد على محركات الصواريخ، مدفوعًا جزئيًا بخطط لإنتاج أعداد كبيرة من الأسلحة الأسرع من الصوت.
لكن في خضم المحادثة حول الأسلحة وإمدادات محركات الصواريخ، ضاعت حقيقة مفادها أن الكثير من التكنولوجيا الأمريكية المرتبطة بالوقود الصلب والمتفجرات - ما يسمى بالمواد النشطة - لم تشهد سوى القليل من التقدم منذ نهاية الحرب العالمية الثانية. وهذا لا يشمل المواد فحسب، بل يشمل أيضًا الأساليب المستخدمة لإنتاجها على نطاق واسع.
وعلى الرغم من عقود من البحث والتجارب العملية، فقد عانى هذا المجال من التردد في استخدام تقنيات التصنيع الجديدة والمقاومة لاستخدام تركيبات جديدة.
ولنتأمل هنا أحد المكونات الأساسية في المتفجرات البلاستيكية، وهو RDX، الذي حصل على براءة اختراع في ألمانيا في نهاية القرن التاسع عشر ودخل مرحلة التصنيع الكامل في الولايات المتحدة في أوائل أربعينيات القرن العشرين. أما HMX المشابه كيميائياً فهو أحدث قليلاً. وكلاهما مرضٍ، ولكن المتفجرات الأحدث والأكثر قوة لم تشهد سوى تبني محدود في الولايات المتحدة. على سبيل المثال، يحمل CL-20، الذي تم اختراعه قبل حوالي أربعة عقود من الزمان، وعداً كبيراً كدافع للصواريخ بسبب كثافته العالية من الطاقة (أعلى بنسبة 20% من RDX أو HMX) وحقيقة أنه يطلق دخاناً أقل من أنواع الوقود الأخرى. ومع ذلك، وبسبب تحديات الإنتاج والبيئة، لم يتم دمج CL-20 في سوى عدد قليل من الأسلحة الأمريكية؛ وفي الوقت نفسه، تستخدمه الصين في الصواريخ منذ أكثر من اثني عشر عاماً. وهذا مثال آخر على اختراع أمريكي تبناه منافس بينما نحن مترددون.
إن إحجامنا عن دمج تركيبات جديدة يتفاقم بسبب البنية الأساسية للإنتاج التي عفا عليها الزمن في الغالب وعرضة لانقطاع سلسلة التوريد. تأتي المكونات الرئيسية في المواد النشطة من الموردين الأجانب، بما في ذلك المنافسين الأقران والخصوم المحتملين. إن العمليات المستخدمة في تصنيع الذخائر بعيدة كل البعد عن أحدث التقنيات. في كثير من الحالات، لا يزال المنتجون الأمريكيون يستخدمون ما يسمى بالمعالجة الدفعية، والتي تناسب بشكل أفضل إنتاج كميات صغيرة من المواد ذات المتطلبات الفريدة. يمكن للصناعة أن تستفيد من التحول إلى أساليب أكثر ملاءمة لإنتاج كميات كبيرة من المركبات الكيميائية مثل المعالجة المستمرة، والتي تسرع الإنتاج وتقلل من متطلبات النفايات والطاقة والتي، إذا تم تنفيذها بشكل صحيح، يمكن أن تكون أكثر أمانًا من طرق الدفعات. يمكن لتقنيات الخلط المتقدمة أن تمكن من إنتاج المواد النشطة بكفاءة وأمان أكثر من الأساليب الحالية.
إن مجال المواد النشطة على استعداد للاستفادة من الثورة في التصنيع التي أصبحت ممكنة باستخدام التقنيات المضافة. سيؤدي هذا إلى تقليل تكاليف بعض عمليات التصنيع وحتى تمكين تصنيع الأشكال المعقدة التي لا يمكن تصنيعها بالطرق التقليدية. يحمل التصنيع الإضافي وعدًا بتصميمات الرؤوس الحربية المخصصة ومحركات الصواريخ التي تم تحسينها لتحسين الأداء. إن العمليات المضافة للمواد النشطة يتم استكشافها بالفعل على نطاق واسع في مختبرات جامعية مختارة وقد شقت طريقها إلى الصناعة. وإذا أمكن توسيع نطاقها بشكل فعال، فقد يمثل هذا مستقبل إنتاج محركات الصواريخ الصلبة والرؤوس الحربية.
إن مجال المواد النشطة سوف يستفيد أيضًا من التقدم في التخصصات ذات الصلة. على سبيل المثال، قطعت صناعة الأدوية خطوات كبيرة في تطبيق الخوارزميات المتقدمة لتحديد جزيئات جديدة لمكافحة الأمراض. ويمكن استخدام برامج متقدمة مماثلة لتحديد مواد جديدة واعدة عالية الطاقة مع مجموعة واسعة من الخصائص المرغوبة. وعلى نحو مماثل، يمكن أن تؤدي الأساليب الجديدة في التصنيع الصناعي الحيوي إلى تقنيات إنتاج لها تطبيق كبير على صناعة الطاقة.
إذا أردنا أن نواجه تحديات منافسينا ونلبي احتياجات صناعتنا، فيجب علينا الاستثمار ليس فقط في زيادة إنتاج الرؤوس الحربية والمحركات الجديدة ولكن أيضًا في تحديث المواد النشطة الأساسية ووسائل الإنتاج، بما في ذلك الألعاب النارية والمتفجرات والدوافع.
كما هو الحال في العديد من مجالات تكنولوجيات الفضاء الجوي هذه الأيام، سُمح بتطوير المواد النشطة حتى أصبح الأمر شبه مسلّم به. ولابد أن يتغير هذا، لأننا لا نستطيع تلبية احتياجات الجيش في القرن الحادي والعشرين بتركيبات المواد النشطة وعمليات التصنيع من القرن التاسع عشر.
