لأول مرة قمر صناعى يرسل الطاقة الشمسية إلى الأرض

عبدالله أسحاق

التحالف يجمعنا
طاقم الإدارة
مشرف
إنضم
17/9/22
المشاركات
6,859
التفاعلات
15,371
يرسل القمر الصناعي الطاقة الشمسية إلى الأرض ، في أول عرض توضيحي من نوعه
التجربة تجلب المصداقية لفكرة الطاقة الفضائية


1686129997872.png


اتخذ الباحثون خطوة صغيرة ولكنها ضرورية نحو تحقيق حلم طويل الأمد: تجميع الطاقة الشمسية في الفضاء ونقلها إلى الأرض. أطلق قمر صناعي تم إطلاقه في كانون الثاني (يناير) الماضي الطاقة في حزمة موجات الميكروويف إلى أهداف في الفضاء ، وأرسل بعضًا من تلك القوة إلى كاشف على الأرض ، كما أعلن منشئ التجربة ، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) ، في 1 يونيو. يقول عالم الفضاء سانجاي فيجيندران في وكالة الفضاء الأوروبية (ESA): "لم يقم أحد بهذا من قبل". "إنهم يجلبون المصداقية إلى الموضوع من خلال إظهار هذه القدرة."

لطالما كانت المصداقية هي التحدي الذي يواجه الطاقة الشمسية الفضائية. لإنتاج نفس القدر من الطاقة مثل الفحم النموذجي أو محطة الطاقة النووية ، سيحتاج القمر الصناعي إلى منطقة تجميع تبلغ عدة كيلومترات ، مما يتطلب مئات عمليات الإطلاق والتجميع في المدار. خططت ناسا لمهمة إيضاحية خلال أزمة الطاقة في السبعينيات. ولكن مع التكنولوجيا في ذلك الوقت ، التي حملها مكوك الفضاء عالياً وقام بتجميعها رواد الفضاء ، كانت تكلف المهمة تريليون دولار. قلة أخذوها على محمل الجد بعد ذلك.

لقد تغير الفضاء منذ ذلك الحين. الخلايا الشمسية وأشعة الموجات الدقيقة أرخص ثمناً وأكثر كفاءة. قريباً ستدخل الروبوتات القادرة على تجميع الهياكل في المدار ، وقد خفضت شركات مثل SpaceX تكلفة عمليات الإطلاق. تشير الدراسات الحديثة التي أجرتها وكالة الفضاء الأوروبية وحكومة المملكة المتحدة إلى أن المولدات المدارية العملاقة ستتمكن قريبًا من توليد الكهرباء بتكاليف مماثلة للمحطات النووية الأرضية.

1686130326349.png


دفعت بعض البرامج البحثية المتناثرة المجال إلى الأمام. بدءًا من الثمانينيات ، قام الباحثون في جامعة كيوتو بعرض توضيحى لأنتاج شعاع طاقة على أرتفاعات قريبة من حافة الفضاء باستخدام صواريخ تحت المدارية. في عام 2020 ، أرسل فريق من مختبر الأبحاث البحرية الأمريكية "لوحة شطيرة" بحجم صندوق البيتزا إلى مدار مع خلايا شمسية من جانب واحد ، وملء بالإلكترونيات ، وأجهزة إرسال بالميكروويف على الجانب الآخر لإثبات تحويل ضوء الشمس إلى الميكروويف .

تهدف مهمة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، التي تمولها مؤسسة دونالد برين وشركة نورثروب جرومان ، إلى المضي قدمًا بمكونات خفيفة الوزن وغير مكلفة ومرنة. كان جهاز إرسال طاقة الميكروويف عبارة عن مجموعة من 32 هوائيًا مسطحًا مجمع على سطح أكبر قليلاً من طبق العشاء. من خلال تغيير توقيت الإشارات المرسلة إلى الهوائيات المختلفة ، يمكن للباحثين توجيه حزمة المصفوفة من طاقة الميكرويف. و قاموا بتوجيهها إلى زوج من أجهزة استقبال الميكروويف على مسافة 40سم تفصل بينهم وقاموا بتحويل الشعاع من جهاز استقبال إلى آخر حسب الرغبة ، مما أدى إلى إضاءة LED على جهاز الاستقبال الذى توجه إليه طاقة الميكرويف من المصفوفة.

كانت الطاقة المرسلة صغيرة ، فقط 200 ملي واط ، أقل من طاقة ضوء كاميرا الهاتف المحمول. لكن الفريق كان لا يزال قادرًا على توجيه الحزمة نحو الأرض واكتشافها باستخدام جهاز استقبال في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. يقول المهندس الكهربائي علي هاجيميري من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: "لقد كان دليلًا على المفهوم العلمى للتجربة". "إنه يشير إلى ما يمكن أن يفعله نظام شامل."

لا تزال المركبة الفضائية Caltech لديها تجربتان إضافيتان مخططتان. يقوم أحدهم الآن باختبار 32 نوعًا مختلفًا من الخلايا الشمسية لمعرفة أيها يتحمل قسوة الفضاء بشكل أفضل. والثاني عبارة عن قطعة مطوية من مادة مركبة خفيفة الوزن تنتشر في هيكل يشبه الشراع بعرض مترين. على الرغم من أن الشراع لن يحمل أي خلايا شمسية ، إلا أنه يهدف إلى اختبار نوع عمليات النشر الرقيقة والمرنة والكبيرة المطلوبة لمحطة طاقة مستقبلية.

1686133077779.png

كما هو موضح قمر صناعى معه مجموعتان من المرايا العملاقةعرض كل منهما 2.5كم تقوم بتركيز أشعة الشمس على القمر و التى تتحول إلى كهرباء بفضل الخلايا الكهروضوئبة التى عليه ثم تحول إلى موجات ميكرويف توجه إلى مستقبل على الأرض الذى بدوره يحولها إلى كهرباء مرة أخرى.

يبدو أن الاهتمام بالطاقة الشمسية القائمة على الفضاء يكتسب زخمًا. كلفت وكالة الفضاء الأوروبية هذا العام دراستين حول البنى المحتملة لمحطات الطاقة التي تدور في مدارات. يقول Vijendran إن شركات إمدادات الطاقة قد انضمت إلى هذا الجهد. أعلن فريق كيوتو الشهر الماضي أنه سيعمل مع وكالة الفضاء اليابانية جاكسا لاختبار الطاقة التي تشع في المدار.

يقول المهندس الكهربائي في كيوتو ، ناوكي شينوهارا ، إنه كان سعيدًا لسماع نجاح معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، "ولكن في نفس الوقت أشعر بخيبة أمل لأننا ، نحن اليابانيين ، نهدف إلى تنفيذ أول تجربة قمر صناعي في العالم [لنقل الطاقة اللاسلكية] في عام 2025."

تقوم شركة Virtus Solis Technologies الناشئة أيضًا باختبار إشعاع الطاقة وتخطط لإطلاق مصنع تجريبي في المدار في عام 2026. يقول المدير التنفيذي جون باكنيل إن الشركة تعتزم تقديم القوة التجارية للعملاء قبل نهاية العقد. "الطاقة الشمسية الفضائية هي تكنولوجيا الطاقة النظيفة والثابتة والقابلة للتطوير الوحيدة [مع] مسار موثوق به لانبعاثات الكربون الصفرية الفعلية."
 
ستنفع الدور الغربية التي تعاني من نقص وصول اشعة الشمس اليها اما جل الدول العربية فتصلها اشعة الشمس طوال السنة

مواضيع رائعة يا اخي سلمت يداك
بارك الله فيك أخى الكريم
 
عودة
أعلى