अंतरिक्ष से पृथ्वी तक सौर ऊर्जा संचारित करने के प्रयास

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शोधकर्ता अंतरिक्ष में सौर ऊर्जा उत्पन्न करने तथा उसे वायरलेस तरीके से पृथ्वी पर वापस भेजने के लिए प्रयोग कर रहे हैं।

ब्रिटिश डिज़ाइन वाले CASSIOPeiA सौर ऊर्जा उपग्रह का अनुकरण। चित्र: स्पेस सोलर — ब्रिटिश डिज़ाइन वाले CASSIOPeiA सौर ऊर्जा उपग्रह का अनुकरण। चित्र: *स्पेस सोलर*

सीएनएन के अनुसार, कैलिफ़ोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ़ टेक्नोलॉजी (कैलटेक) में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के प्रोफ़ेसर अली हाजिमिरी ने अंतरिक्ष में सौर सेल लॉन्च करने और ऊर्जा को वापस पृथ्वी पर भेजने के तरीकों पर एक दशक तक शोध किया है। इस साल, हाजिमिरी और उनके सहयोगियों ने अंतरिक्ष में सौर ऊर्जा उत्पादन को वास्तविकता बनाने की दिशा में एक और कदम उठाया। जनवरी 2023 में, उन्होंने मेपल लॉन्च किया, जो एक लचीले, अल्ट्रालाइट ट्रांसमीटर से लैस 30 सेंटीमीटर लंबा प्रोटोटाइप है। उनका लक्ष्य सूर्य से ऊर्जा एकत्र करना और उसे अंतरिक्ष में वायरलेस तरीके से प्रसारित करना है। टीम द्वारा एकत्र की गई बिजली की मात्रा दो एलईडी बल्बों को चलाने के लिए पर्याप्त थी।

हालाँकि, शोधकर्ताओं का व्यापक लक्ष्य यह देखना था कि क्या मेपल पृथ्वी पर ऊर्जा वापस भेज सकता है। मई 2023 में, टीम ने यह जानने के लिए एक प्रयोग करने का फैसला किया कि क्या होगा। कैलिफ़ोर्निया के पासाडेना स्थित कैलटेक परिसर की एक छत पर, हाजिमिरी और कई अन्य वैज्ञानिक मेपल के सिग्नल को पकड़ने में सफल रहे। उन्होंने जो ऊर्जा पाई वह उपयोगी होने के लिए बहुत कम थी, लेकिन वे अंतरिक्ष से वायरलेस बिजली संचारित करने में सफल रहे।

अंतरिक्ष में सौर ऊर्जा का उत्पादन कोई बहुत जटिल विचार नहीं है। मनुष्य अंतरिक्ष में सूर्य की विशाल ऊर्जा का उपयोग कर सकते हैं। यह बिजली का एक ऐसा स्रोत है जो हर समय उपलब्ध रहता है, खराब मौसम, बादलों, रात के समय या मौसम से अप्रभावित। ऐसा करने के कई अलग-अलग तरीके हैं, लेकिन यह कैसे काम करता है, यह इस प्रकार है। एक मील से अधिक व्यास वाले सौर उपग्रहों को उच्च-ऊँचाई वाली कक्षाओं में प्रक्षेपित किया जाता है। संरचनाओं के विशाल आकार के कारण, ये सैकड़ों-हज़ारों छोटे, बड़े पैमाने पर उत्पादित मॉड्यूल, जैसे लेगो ईंटें, से बने होते हैं, जिन्हें स्वचालित रोबोट अंतरिक्ष में इकट्ठा करते हैं।

उपग्रह के सौर पैनल सौर ऊर्जा एकत्र करेंगे, उसे माइक्रोवेव में परिवर्तित करेंगे और एक बहुत बड़े सिग्नल ट्रांसमीटर के माध्यम से वायरलेस तरीके से पृथ्वी पर प्रेषित करेंगे, जिसे उच्च परिशुद्धता के साथ पृथ्वी पर किसी विशिष्ट स्थान पर प्रेषित किया जा सकता है। ये माइक्रोवेव आसानी से बादलों और खराब मौसम को भेदकर पृथ्वी पर स्थित रिसीविंग एंटीना तक पहुँच सकते हैं। फिर, माइक्रोवेव को वापस बिजली में परिवर्तित करके ग्रिड में भेज दिया जाता है।

रिसीविंग एंटेना लगभग 6 किलोमीटर व्यास के हैं और इन्हें ज़मीन पर या समुद्र के किनारे लगाया जा सकता है। चूँकि ग्रिड जैसी संरचना लगभग पारदर्शी होती है, इसलिए इनके नीचे की ज़मीन का उपयोग सौर पैनल, खेतों या अन्य उपयोगों के लिए किया जा सकता है। अंतरिक्ष में एक सौर-संग्रहण उपग्रह 2 गीगावाट बिजली प्रदान कर सकता है, जो संयुक्त राज्य अमेरिका के दो मध्यम आकार के परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के बराबर है।

इस तकनीक की राह में सबसे बड़ी बाधा बिजली संयंत्रों को कक्षा में स्थापित करने की ऊँची लागत रही है। पिछले एक दशक में इसमें बदलाव आना शुरू हो गया है क्योंकि स्पेसएक्स और ब्लू ओरिजिन जैसी कंपनियों ने पुन: प्रयोज्य रॉकेट विकसित करना शुरू कर दिया है। प्रक्षेपण लागत अब लगभग 1,500 डॉलर प्रति किलोग्राम है, जो 1980 के दशक की शुरुआत में अंतरिक्ष शटल युग की तुलना में लगभग 30 गुना कम है।

इस विचार के समर्थकों का कहना है कि अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा उन विकसित देशों को ऊर्जा प्रदान कर सकती है जिनकी ऊर्जा की ज़रूरतें तो बहुत ज़्यादा हैं, लेकिन बुनियादी ढाँचे का अभाव है। यह आर्कटिक क्षेत्र के उन दूरदराज के कस्बों और गाँवों की भी मदद कर सकती है जो हर साल महीनों तक पूरी तरह अंधेरे में रहते हैं, और उन समुदायों की भी मदद कर सकती है जो प्राकृतिक आपदाओं या संघर्षों के कारण बिजली खो देते हैं।

हालाँकि अवधारणा और व्यावसायीकरण के बीच अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है, दुनिया भर की सरकारों और कंपनियों का मानना है कि अंतरिक्ष सौर ऊर्जा स्वच्छ बिजली की बढ़ती माँग को पूरा कर सकती है और जलवायु संकट से निपटने में मदद कर सकती है। अमेरिका में, वायु सेना अनुसंधान प्रयोगशाला 2025 में अरैक्ने नामक एक छोटे प्रायोगिक वाहन को लॉन्च करने की योजना बना रही है। अमेरिकी नौसेना अनुसंधान प्रयोगशाला ने अंतरिक्ष परिस्थितियों में सौर ऊर्जा उत्पादन हार्डवेयर का परीक्षण करने के लिए मई 2020 में एक कक्षीय परीक्षण वाहन पर एक मॉड्यूल लॉन्च किया। चाइना एकेडमी ऑफ स्पेस टेक्नोलॉजी का लक्ष्य 2028 में एक सौर बैटरी उपग्रह को निम्न कक्षा में और 2030 में उच्च कक्षा में लॉन्च करना है।

ब्रिटिश सरकार ने एक स्वतंत्र अध्ययन किया है और निष्कर्ष निकाला है कि अंतरिक्ष में सौर ऊर्जा उत्पादन तकनीकी रूप से संभव है, खासकर कैसिओपेइआ (CASSIOPeiA) जैसे डिज़ाइनों के साथ, जो 1.7 किलोमीटर का उपग्रह है और 2 गीगावाट बिजली प्रदान कर सकता है। यूरोपीय संघ भी अंतरिक्ष में सौर ऊर्जा की तकनीकी व्यवहार्यता निर्धारित करने के लिए सोलारिस कार्यक्रम विकसित कर रहा है।

कैलिफ़ोर्निया में, हाजिमिरी और उनकी टीम ने पिछले छह महीने प्रोटोटाइप का तनाव-परीक्षण करके अगली पीढ़ी के डिज़ाइनों के लिए डेटा इकट्ठा करने में बिताए हैं। हाजिमिरी का अंतिम लक्ष्य लचीले, हल्के पालों की एक श्रृंखला बनाना है जिन्हें अंतरिक्ष में ले जाया जा सके, प्रक्षेपित किया जा सके और खोला जा सके, जहाँ अरबों घटक ऊर्जा की ज़रूरत के अनुसार पूरी तरह से तालमेल बिठाकर काम करते हैं।

एन खांग ( सीएनएन के अनुसार)

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