محاكاة مفاهيمية لاستخراج الطاقة الشمسية من الفضاء
في عام ١٩٦٨، قبل أن يطأ البشر سطح القمر، ذكر الدكتور بيتر جلاسر، مدير مهمة أبولو ١١ التابعة للإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء الأمريكية (ناسا)، مفهومًا غير مألوف لتزويد العالم بطاقة لا حصر لها. وتتمثل هذه الطاقة في الطاقة الشمسية المُستقاة من الفضاء.
فكرة جريئة
في تقرير بعنوان "الطاقة من الشمس: هذا هو المستقبل" نُشر في مجلة ساينس في 22 نوفمبر 1968، قدم الدكتور جلاسر فكرة إطلاق الأقمار الصناعية إلى مدار الأرض لاستغلال الطاقة الشمسية المستمرة، أو SBSP.
هذا لأنه لا يوجد غلاف جوي في الفضاء، ولا غيوم. والمدار الجغرافي الثابت لا يشهد ليلًا. لذا، يُعد هذا المكان مثاليًا لإنشاء "محطات طاقة شمسية" لاستغلال الطاقة على مدار الساعة طوال أيام السنة.
في عام ١٩٧٣، حصل على براءة اختراع أمريكية لفكرة الطاقة الشمسية من الأقمار الصناعية، ويُعتبر أبًا لـ SBSP. اعتقد الدكتور جلاسر أن الطاقة الشمسية المُسخّرة في ظروف الفضاء، وربما طاقة تفاعلات الاندماج النووي، هي وحدها القادرة على استبدال الوقود الأحفوري كمصدر رئيسي للطاقة البشرية.
لقد مرت ما يقرب من عشر سنوات منذ أن دخلت فكرة الدكتور جلاسر الجريئة للغاية والمتقدمة على عصرها مرحلة اختراق رئيسية.
وبحسب ما ذكرت وكالة بلومبرج للأنباء في 28 أكتوبر/تشرين الأول، شهد باحثون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك، الولايات المتحدة) على سطح مقر معهد الأبحاث في باسادينا (كاليفورنيا) تلقي معداتهم حزم طاقة منقولة من أقمار صناعية في المدار.
الدكتور بيتر جلاسر ونموذج استغلال الطاقة الشمسية من الفضاء
اختراق
صُمم هذا الجهاز التجريبي من قِبل فريق من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، وأُطلق إلى المدار بواسطة صاروخ سبيس إكس في يناير، ونقل الطاقة بنجاح إلى الأرض في مايو. وهو واحد من ثلاث تجارب أجراها معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا مُدمجة في قمر صناعي، ويُجري حاليًا اختبار مكونات رئيسية لنظام لجمع الطاقة الشمسية من الفضاء.
ويمكن القول أن حلم الدكتور الراحل جلاسر أصبح أقرب إلى الواقع.
نقلت بلومبيرغ عن هاري أتووتر، أستاذ معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ورئيس مشروع الطاقة الشمسية الفضائية التابع للمعهد الأمريكي، قوله: "في البداية، ظننتُ أنها فكرة سخيفة". لكن بعد تفكير عميق، شعر أتووتر بالحاجة إلى العمل على أمل أن يتحقق هذا الحلم يومًا ما.
البروفيسور أتواتر هو جيل جديد من المهندسين. في مواجهة ضغوط تغير المناخ، ومسلحين بتقنيات لم تكن متاحة في عهد الدكتور غلاسر، الذي توفي عام ٢٠١٤، يراهن السيد أتواتر وزملاؤه على أن عصر الطاقة الشمسية من الفضاء قد حان.
بفضل تطوير الخلايا الشمسية وظهور مواد ألياف الكربون، أصبح إنشاء محطات الطاقة الفضائية ممكناً، كما أن وجود شركات خاصة مثل سبيس إكس أدى إلى خفض تكلفة إطلاقها إلى المدار.
لا يتطلب تجميع "المصنع" أيادي رواد فضاء محترفين يرتدون بدلات فضاء ثقيلة. ويمكن لـ"محطة الطاقة" أن تتمدد تلقائيًا إلى الشكل المطلوب بمجرد وضعها في الفضاء.
في عام 2020، استخدم مختبر الأبحاث البحرية الأمريكية طائرة الفضاء السرية للغاية X-37B التابعة للبنتاغون لإطلاق محول من الطاقة الشمسية إلى الموجات الدقيقة إلى المدار، وهو جزء من محطة طاقة مدارية مستقبلية.
وتعمل وكالة الفضاء الأوروبية على برنامجها الخاص للطاقة الشمسية، رغم أنها لا تزال بعيدة عن مرحلة الاختبار المداري، كما هي الحال مع الصين واليابان والمملكة المتحدة.
محاكاة مفهوم "السجادة الكهربائية" في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
نسخة "السجادة الشمسية"
في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، استثمر ملياردير العقارات دونالد برين أكثر من 100 مليون دولار منذ عام 2011 في الجهود التي يقودها البروفيسور أتواتر. وقد توصل فريق أتواتر إلى نهج جديد. فبدلاً من بناء هيكل عملاق متين في الفضاء، ستكون محطة الطاقة في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا عبارة عن شبكة من الألواح الشمسية تمتد على طول كيلومتر واحد.
في نسخة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا من محطة الطاقة، يتم وضع أجهزة إرسال الطاقة على كل لوحة، وتقوم في نفس الوقت بنقل الطاقة إلى مجموعة من أجهزة الاستقبال التي لها نفس المنطقة على الأرض.
ويمكن لهذا النوع من "محطات الطاقة" توفير الطاقة للمناطق المتضررة من الكوارث الطبيعية أو مناطق الصراع التي فقدت الكهرباء، مثل الوضع في قطاع غزة في 28 أكتوبر/تشرين الأول بعد غارة جوية غير مسبوقة من إسرائيل.
يصف البروفيسور علي حاجي ميري، أحد أعضاء فريق البحث في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، ما يهدفون إليه: "يمكن أن يكون لديك هيكل يشبه السجادة، بحيث يمكن نشر "السجادة" واستقبال الطاقة الشمسية من الفضاء".
ويواصل فريق معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا اختبار القدرة على إرسال واستقبال الطاقة الشمسية، لكن البروفيسور هاجيميري قال إن الأمر سيستغرق حوالي عقد من الزمان قبل أن يتم وضع فكرتهم موضع التنفيذ.
[إعلان 2]
رابط المصدر
تعليق (0)