خطة اليابان لضخ الطاقة الفضائية إلى الأرض

تريد اليابان الاستفادة من مصادر الطاقة المجمعة من الفضاء (صورة توضيحية: Adobe).

ستقوم اليابان بإطلاق مركبة فضائية بحجم الغسالة إلى المدار. ومن المأمول أن يكون ذلك بمثابة خطوة كبيرة إلى الأمام في تشكيل مستقبل الطاقة النظيفة.

ومن المقرر أن يكتمل مشروع OHISAMA، الذي يعني اسمه "الشمس" باللغة اليابانية، في عام 2025.

ويبلغ وزن القمر الصناعي نحو 200 كيلوغرام فقط، ويطير في مدار منخفض على ارتفاع نحو 400 كيلومتر من سطح الأرض. سيتم جمع ضوء الشمس من خلال لوحة شمسية بمساحة 200 متر مربع وتحويل هذه الطاقة إلى موجات ميكروويف. سيتم نقل هذه الموجات الدقيقة عبر سلسلة من الهوائيات الموجودة في سوا، اليابان.

ومن هنا سيتم تحويل الطاقة إلى كهرباء. تبلغ طاقة الخرج الأولية حوالي 1 كيلو وات فقط، وهو ما يعادل طاقة كافية لتشغيل ماكينة صنع القهوة أو غسالة الأطباق لمدة ساعة واحدة.

ورغم أن نطاق التجربة متواضع إلى هذا الحد، فإن نجاحها المحتمل قد يكون له آثار بعيدة المدى. وهذا أحد الاختبارات العملية الأولى لشبكة أشعة شمسية تعمل على جمع الطاقة الشمسية في الفضاء ثم إرسالها إلى الأرض.

يمكن للنظام توفير الطاقة ليلاً ونهارًا، دون التأثر بالطقس أو السحب أو الظلام الناجم عن دوران الأرض. هذه كلها متغيرات حالية تؤثر بشكل كبير على كمية الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية الحديثة.

إن مفهوم نقل الطاقة الشمسية من المدار ليس جديدًا. تم اقتراح الفكرة لأول مرة في عام 1968 من قبل بيتر جلاسر، وهو مهندس يعمل مع وكالة ناسا أثناء تطوير مشاريع أبولو.

في ذلك الوقت، كان يُعتبر هذا الأمر غير عملي على الإطلاق. إن الأقمار الصناعية المطلوبة ستكون ضخمة، وتكاليف الإطلاق ستكون باهظة، وتكنولوجيا نقل الطاقة لا تزال في مهدها.

ولكن في السنوات العشر الأخيرة، تغيرت الأمور. لقد أدى التقدم في مجال المواد خفيفة الوزن، ونقل الموجات الدقيقة، وأنظمة إطلاق المركبات الفضائية منخفضة التكلفة إلى جعل حلم جمع الطاقة الشمسية في الفضاء حقيقة واقعة. ويرجع الفضل في ذلك إلى حد كبير إلى الابتكارات مثل الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام التي تنتجها شركة سبيس إكس.

تم تصميم القمر الصناعي الياباني OHISAMA لاختبار مفهوم إمكانية تطبيق تقنية أشعة الشمس.

سيتم توزيع ثلاثة عشر جهاز استقبال أرضي على مساحة 600 متر مربع لالتقاط الموجات الدقيقة المرسلة إلى الأسفل.

وستختبر التجربة ليس فقط القدرة على نقل الطاقة الشمسية بدقة من المدار، ولكن أيضًا ما إذا كانت الأنظمة الأرضية قادرة على استقبال تلك الطاقة وتحويلها إلى كهرباء قابلة للاستخدام.

اليابان ليست الدولة الوحيدة التي تسعى إلى تطوير هذه التكنولوجيا. في عام 2020، أطلق مختبر الأبحاث البحرية الأمريكية تجربة الطاقة الفضائية الخاصة به والتي تسمى PRAM، وفي عام 2023، حذت جامعة كاليفورنيا للتكنولوجيا حذوها مع نموذج أولي منخفض التكلفة يسمى MAPLE.

وتهدف كل هذه الجهود إلى التحقق من صحة عناصر مختلفة لنقل الطاقة الشمسية من المدار إلى الأرض.

وبفضل نتائج كل هذه المشاريع مجتمعة، فإننا نضع الأساس لمستقبل يمكن أن تصبح فيه الأقمار الصناعية بمثابة البنية التحتية العالمية للطاقة الشمسية.

ومع ذلك، لا تزال هناك عوائق كبيرة. أحد أكبر العوائق هو التكلفة. وتقدر وكالة ناسا أن توليد الكهرباء من خلال الأنظمة الفضائية قد يكون أكثر تكلفة بعشر مرات من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح على الأرض.

يجب على القمر الصناعي الذي يسافر بسرعة 28 ألف كيلومتر في الساعة أن يرسل الطاقة الشمسية إلى هدف ثابت أسفله، الأمر الذي يتطلب تتبعًا دقيقًا ومصفوفات استقبال ضخمة تمتد لعدة كيلومترات. ولحسن الحظ، لا يحاول OHISAMA حل كل هذه المشاكل مرة واحدة.

وبدلاً من ذلك، يضع هذا المشروع الأساس لكي نتمكن يومًا ما من الحصول على شبكة طاقة عالمية تعمل بالطاقة القادمة من الفضاء.

إذا نجحت هذه الفكرة، فمن الممكن توسيع نطاق إصدارات الأقمار الصناعية المستقبلية لتوفير الطاقة المتجددة المستمرة من المدار، مما يوفر مصدرًا نظيفًا وثابتًا للطاقة حتى عندما لا تشرق الشمس على الأرض.

المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ke-hoach-cua-nhat-bom-nang-luong-vu-tru-ve-trai-dat-20250519020621314.htm