ارسال انرژی خورشیدی از فضا به زمین

پروژه اس‌اس‌پی‌دی-۱ (نمایش‌دهنده انرژی خورشیدی فضایی) سوم ژانویه سال گذشته میلادی با هدف نشان دادن امکان‌پذیری یک‌روزه برداشت انرژی خورشیدی و انتقال آن به صورت بی‌سیم به زمین، در مقیاس تجاری راه‌اندازی شد.

در روند این تلاش، این ماموریت به سرپرستی دانشمندان موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) در ایالات متحده هر سه آزمایش اولیه خود را برای آزمایش فناوری اصلی انجام داد. آزمایش‌ها شامل یک ساختار پنل خورشیدی جدید با الهام از اوریگامی، طرح‌های مختلف سلول خورشیدی و یک فرستنده ریزموج بود.

کلتک گفت موفقیت این ماموریت «به ترسیم آینده انرژی خورشیدی فضایی کمک می‌کند»، در عین حال، هشدار داد که پیش از تحقق آن باید پژوهش‌های بیشتری انجام شود.

توماس روزنبام، رئیس و استاد بخش فیزیک کلتک، گفت: «انرژی خورشیدی که از فضا با روش‌های تجاری ارسال ‌شود و زمین را روشن ‌کند، هنوز چشم‌اندازی آتی به‌شمار می‌رود. اما این ماموریت مهم و حیاتی نشان داد که می‌تواند آینده‌ای دست‌یافتنی باشد.»

طرح آرایه‌های خورشیدی مبتنی بر فضا که مقادیر عظیمی از انرژی پاک و تجدیدپذیر را از طریق امواج مایکروویو به زمین بفرستند، نخستین بار بیش از ۵۰ سال پیش ارائه شد و دانشمندان خاطرنشان کردند که پوشش ابر یا چرخه خورشیدی، چنین ساز‌وکاری را محدود نمی‌کند.

سال گذشته جاکسا، سازمان فضایی ژاپن، اعلام کرد که قصد دارد تا ۲۰۲۵ یک مزرعه خورشیدی در مقیاس تجاری در فضا راه‌اندازی کند، و سازمان فضایی اروپا (ESA) نیز در نظر دارد از طریق برنامه سولاریس خود، یک پروژه توسعه راه‌اندازی کند.

 

جاکسا نخستین بار در ۲۰۱۵ موفق شد انرژی خورشیدی را از طریق امواج مایکروویو ارسال، و ۱.۸ کیلووات برق را به گیرنده‌ای در فاصله ۵۵ متری منتقل کند – تقریبا همان میزان برقی که برای جوش آوردن آب یک کتری لازم است.

جدیدترین آزمایش‌ها، شاهد نخستین نمایش موفقیت‌آمیز گردآوری انرژی خورشیدی از یک سلول فتوولتائیک و ارسال آن به زمین بود.

سرجیو پلگرینو، استاد هوافضا و مهندسی عمران در کلتک، می‌گوید: «این آزمایش فضایی، اعتبار طرح اولیه را نشان داده و به ما امکان داده است که به‌رغم دو ناهنجاری، به راه‌اندازی موفقیت‌آمیزی دست یابیم. فرایند عیب‌یابی به ما درک‌ و شناخت‌های جدید بسیاری داده است.»

پیش از اینکه پژوهشگران بتوانند به این باور برسند که این طرح می‌تواند چشم‌انداز تجاری امکان‌پذیری باشد، چند چالش وجود دارد؛ از جمله کاهش هزینه مواد و مقاوم کردن پنل‌ها در برابر پرتوهای فضایی.

سال گذشته، دانشمندان دانشگاه پنسیلوانیا کشف کردند که چگونه می‌توان کارایی کل یک سلول خورشیدی فوق‌سبک را دو برابر کرد که بالقوه بتواند در مزارع خورشیدی بر پایه فضا به‌کار گرفته شود.

پژوهشگران دانشگاه سیدنی در استرالیا، جداگانه نوعی پنل خورشیدی خود‌ترمیم‌شونده اختراع کردند که قادر است پس از آسیب دیدن با پرتوهای فضایی، ۱۰۰ درصد کارایی اولیه خود را بازیابی کند.