العلماء يتوصلون لحل جديد يوفر الطاقة النظيفة غير المحدودة من الفضاء

ألواح شمسية- أرشيفية

كتبت أميرة شحاتة

الأربعاء، 14 يونيو 2023 01:00 ص

تزودنا الألواح الشمسية الموجودة على الأرض بالفعل بمصدر نظيف للطاقة، لكنها تكون عديمة الفائدة عمليًا عندما يحل الظلام، لذلك قدم العلماء في كاليفورنيا حلاً، يتمثل فى إرسال الألواح الشمسية إلى الفضاء، حتى يتمكنوا من تسخير طاقة الشمس على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

ووفقا لما ذكرته صحيفة "ديلى ميل" البريطانية، فإنه لأول مرة في العالم، أرسل الباحثون الطاقة الشمسية إلى الأرض، وذلك من مركبة فضائية تسمى MAPLE، والتي تم إطلاقها في المدار في يناير.

وتم تجهيز MAPLE بألواح شمسية يمكنها تحمل البيئة القاسية للفضاء، بما في ذلك تقلبات درجات الحرارة البرية والإشعاع الشمسي.

ويمكن أن ينتج عن "الطاقة الشمسية الفضائية"، وهو مفهوم ابتكره كاتب الخيال العلمي إسحاق أسيموف في عام 1941، طاقة أكبر بثماني أضعاف من الألواح الشمسية في أي مكان على سطح الأرض.

يقود المشروع مشروع الطاقة الشمسية الفضائية (SSPP) التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، والذي يهدف إلى حصاد الطاقة الشمسية في الفضاء، ونقلها إلى سطح الأرض كمصدر دائم للطاقة.

يأمل الخبراء في أن تقدم بديلاً صديقًا للبيئة أفضل للوقود الأحفوري وحتى مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الحرارية الأرضية والرياح والنووية.

وقال علي هاجيميري، أستاذ الهندسة الكهربائية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: "من خلال التجارب التي أجريناها حتى الآن، تلقينا تأكيدًا على أن MAPLE يمكنها نقل الطاقة بنجاح إلى أجهزة الاستقبال في الفضاء".

وأضاف هاجيميري، "لقد تمكنا أيضًا من برمجة المصفوفة لتوجيه طاقتها نحو الأرض، وهو ما اكتشفناه هنا في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا"، موضحا، "لقد اختبرناها بالطبع على الأرض، لكننا نعلم الآن أنها تستطيع النجاة من الرحلة إلى الفضاء والعمل هناك".

وتتكون الألواح الشمسية على الأرض من عدة "خلايا شمسية"، أجهزة صغيرة تحول الإشعاع من الشمس إلى كهرباء.

وتوجد الخلايا الشمسية على الأرض منذ أواخر القرن التاسع عشر وتولد حاليًا حوالي 4% من كهرباء العالم، بالإضافة إلى تزويد محطة الفضاء الدولية بالطاقة.

لكن منتقدي التكنولوجيا يشيرون إلى أنهم لا يعملون في كثير من الأحيان في بلد يعاني من طقس ملبد بالغيوم، والمشاكل الأخرى المتعلقة بالتكنولوجيا بشكل عام هي أن هذه الألواح تشغل مساحة كبيرة ويمكن أن تكون شكلها الجمالى غير جيد.

وطور فريق معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا MAPLE لهذه الأسباب، وهي اختصار لمصفوفة الميكروويف لتجربة المدار المنخفض لنقل الطاقة، والتي تم إطلاقها على متن مهمة ترانسبورتر -6 من كيب كانافيرال.

يقول الفريق إن MAPLE يتكون من مجموعة من أجهزة إرسال طاقة الميكروويف المرنة وخفيفة الوزن التي تعمل بشرائح إلكترونية مصنوعة باستخدام السيليكون منخفض التكلفة.

ويجب أن تكون مرنة حتى يمكن طيها في حزمة يمكن نقلها في صاروخ ثم تتكشف مرة واحدة في المدار.

تحول أجهزة إرسال MAPLE الطاقة الشمسية إلى شكل يمكن أن ينتقل إلى الأرض، مثل الليزر، أو في هذه الحالة، الموجات الدقيقة، ويمكن لمجموعة أجهزة الإرسال إرسال الطاقة إلى المواقع المرغوبة، مثل محطة استقبال على الأرض تغذي الطاقة في الشبكة الوطنية.

يتصور الأكاديميون في نهاية المطاف "كوكبة" من المركبات الفضائية التي تجمع ضوء الشمس وتحوله إلى كهرباء، ثم تنقل هذه الكهرباء لاسلكيًا عبر مسافات طويلة حيثما تكون هناك حاجة إليها.

قد يكون هذا مهمًا بشكل خاص للأماكن التي لا تتوفر لها حاليًا إمكانية الوصول إلى طاقة موثوقة، ومن غير الواضح ما الذي سيحدث للمركبة الفضائية MAPLE التي تدور في مدار الآن، أو ما إذا كانت ستشكل أساس هذه الكوكبة.