جلب الكهرباء مباشرة من الفضاء
محطات أرضية لتوليد الطاقة الشمسيّة (Getty)
في المستقبل القريب قد يصبحُ ممكناً استجلاب الكهرباء من الفضاء مباشرة، حيث لا غيوم ولا ليالي ستعكر صفو استثمار طاقة الشمس. أي سيتم الاستفادة منها على مدار الأربع وعشرين ساعة، لأنَّ عمليّة استغلال الطاقة الشمسيّة، تتوقف على الأرض فعلياً في الليل.
علماء أميركيون يقدمون تصميماً لنقل طاقة الشمس إلى الأرض عبر ما يسمّى بـ "موجات التردد القصير". إذْ تستطيع أي محطة لتوليد الطاقة شمسية، إذا ما أرسِلَت إلى الفضاء، ووضِعت في مدار كوكبنا، أن تزوّد الأرض بالطاقة الشمسية دون انقطاع.
باحثون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech)، وضعوا تصميماً علمياً لكيفية نقل الطاقة من المحطة الفضائية إلى الأرض، عبر موجات التردد القصير (Microwave). من ميزات هذه المحطة الطاقية الفضائية، هي أنّها تستطيعُ تلقّي أشعّة الشمس دون انقطاع، هذه الانقطاع الذي عادةً ما تسبِّبه الأجواء الغائمة على الأرض. كذلك، فإنّه ليس هناك ليال مُعتِمة في المدار الأرضي في الفضاء، ستتوقّف فيها المحطة عن توليد الطاقة بالكامل. وبناء على هذه الشروط الفضائية، يمكن توقع مردود طاقي يساوي ثمانية أضعاف ما تستطيع نفس المحطّة توليده على الأرض. الإيراني الأصل، علي هاجيميري، الباحث في (Caltech)، ومدير المشروع، على قناعةٍ كاملة بأنّ محطة من هذا النوع، كفيلة بحل مشكلات الطاقة العالميّة في المستقبل. كما سيخفّ الاعتماد على مصادر الطاقة الحالية السائدة، كالنفط وغيرها، والتي لا تعدّ صديقة للبيئة.
ووفق فريق العمل الأميركي، فإن التقنيَّات المطلوبة لتنفيذ المشروع متوفّرة سلفاً. فوحدات توليد الطاقة تتألف من بنية ثلاثيّة الطبقات، على الطبقة الخارجيّة يتمّ تلقّي أشعّة الشمس وتحويلها إلى طاقة كهربائيّة، وعلى الطبقة السفليّة تقوم شرائح صغيرة بتحويل الكهرباء إلى أشعة من الموجات الصُغرية، تحمل الطاقة من جديد إلى الأرض. وتتضمن الطبقة الوسطى نظام تحكم حاسوبي، يقوم بحزم هذه الموجات وإرسالها إلى المحطات الأرضية، حيث يكون في انتظارها لواقط خاصة ليتم تحويلها من جديد إلى طاقة كهربائية.
ويتوقع العلماء أن بناء محطة من هذا النوع سيحتاج بداية إلى 36 رحلة فضائية لنقل المعدات إلى مدار المحطة. وهناك ستتكفل روبوتات بتركيب المحطة، وَحدة وراء وَحدة، حيث سيكون لها شكل سداسي بطول ضلع يصل إلى 3 كيلومترات. ولإنجاز هذه المهمة، لا يزالُ أمام العلماء تحديات يجب تذليلها، مثل تصميم قطع خفيفة وقابلة للطي ليسهل نقلها من ناحية، ومتينة تعمل لسنوات دون الحاجة إلى صيانة من ناحية أخرى. محطّةٌ من هذا النوع يمكن أن توّلد ما يقارب 2 غيغا واط من الطاقة، وهو ما يعادل إنتاج مفاعل نووي. أما كلفة التركيب، فلا تتجاوز دولاراً ونصف للواط الواحد.
اقــرأ أيضاً
تنصّ الخطة بأن تنطلق أولى الرحلات الفضائية التجريبيّة في عام 2020، وأن يدخل أول مولّد للطاقة في عام 2030 حيّز العمل. يجدر بالذكر، أنّ علماء روسا وصينيين ويابانيين، يعملون سلفاً على تقنيات شبيهة، وهو ما ينبئ بسباق جديد في مجال الطاقة الفضائية، يمكن أن يسرّع خطط التطوير والإنجاز إلى حد بعيد.
علماء أميركيون يقدمون تصميماً لنقل طاقة الشمس إلى الأرض عبر ما يسمّى بـ "موجات التردد القصير". إذْ تستطيع أي محطة لتوليد الطاقة شمسية، إذا ما أرسِلَت إلى الفضاء، ووضِعت في مدار كوكبنا، أن تزوّد الأرض بالطاقة الشمسية دون انقطاع.
باحثون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech)، وضعوا تصميماً علمياً لكيفية نقل الطاقة من المحطة الفضائية إلى الأرض، عبر موجات التردد القصير (Microwave). من ميزات هذه المحطة الطاقية الفضائية، هي أنّها تستطيعُ تلقّي أشعّة الشمس دون انقطاع، هذه الانقطاع الذي عادةً ما تسبِّبه الأجواء الغائمة على الأرض. كذلك، فإنّه ليس هناك ليال مُعتِمة في المدار الأرضي في الفضاء، ستتوقّف فيها المحطة عن توليد الطاقة بالكامل. وبناء على هذه الشروط الفضائية، يمكن توقع مردود طاقي يساوي ثمانية أضعاف ما تستطيع نفس المحطّة توليده على الأرض. الإيراني الأصل، علي هاجيميري، الباحث في (Caltech)، ومدير المشروع، على قناعةٍ كاملة بأنّ محطة من هذا النوع، كفيلة بحل مشكلات الطاقة العالميّة في المستقبل. كما سيخفّ الاعتماد على مصادر الطاقة الحالية السائدة، كالنفط وغيرها، والتي لا تعدّ صديقة للبيئة.
ووفق فريق العمل الأميركي، فإن التقنيَّات المطلوبة لتنفيذ المشروع متوفّرة سلفاً. فوحدات توليد الطاقة تتألف من بنية ثلاثيّة الطبقات، على الطبقة الخارجيّة يتمّ تلقّي أشعّة الشمس وتحويلها إلى طاقة كهربائيّة، وعلى الطبقة السفليّة تقوم شرائح صغيرة بتحويل الكهرباء إلى أشعة من الموجات الصُغرية، تحمل الطاقة من جديد إلى الأرض. وتتضمن الطبقة الوسطى نظام تحكم حاسوبي، يقوم بحزم هذه الموجات وإرسالها إلى المحطات الأرضية، حيث يكون في انتظارها لواقط خاصة ليتم تحويلها من جديد إلى طاقة كهربائية.
ويتوقع العلماء أن بناء محطة من هذا النوع سيحتاج بداية إلى 36 رحلة فضائية لنقل المعدات إلى مدار المحطة. وهناك ستتكفل روبوتات بتركيب المحطة، وَحدة وراء وَحدة، حيث سيكون لها شكل سداسي بطول ضلع يصل إلى 3 كيلومترات. ولإنجاز هذه المهمة، لا يزالُ أمام العلماء تحديات يجب تذليلها، مثل تصميم قطع خفيفة وقابلة للطي ليسهل نقلها من ناحية، ومتينة تعمل لسنوات دون الحاجة إلى صيانة من ناحية أخرى. محطّةٌ من هذا النوع يمكن أن توّلد ما يقارب 2 غيغا واط من الطاقة، وهو ما يعادل إنتاج مفاعل نووي. أما كلفة التركيب، فلا تتجاوز دولاراً ونصف للواط الواحد.
تنصّ الخطة بأن تنطلق أولى الرحلات الفضائية التجريبيّة في عام 2020، وأن يدخل أول مولّد للطاقة في عام 2030 حيّز العمل. يجدر بالذكر، أنّ علماء روسا وصينيين ويابانيين، يعملون سلفاً على تقنيات شبيهة، وهو ما ينبئ بسباق جديد في مجال الطاقة الفضائية، يمكن أن يسرّع خطط التطوير والإنجاز إلى حد بعيد.
