تولید برق به روشی جدید در دهه های آینده

در سال‌های گذشته دانشمندان زیادی در مراكز تحقیقاتی سراسر جهان روی این مقوله كار كرده اند كه ناسا از جمله آنها بوده است. گروهی از دانشمندان این آژانس فضانوردی از مدت‌ها پیش روی پروژه‌ای كار می‌كنند كه در صورت تبدیل‌شدن به واقعیت، شاید دیگر نیازی به صحبت كردن درباره مقوله «بحران انرژی» نباشد.

ماهواره‌هایی كه صرفا برای انتقال انرژی عظیم خورشیدی به زمین طراحی و ساخته خواهند شد همان چیزی است كه ناسا سرمایه‌گذاری كلانی روی آن كرده است.

ناسا در راستای پیشبرد اهداف متنوع خود در عرصه توسعه اكتشافات و بهره‌برداری‌های فضایی قرارداد قابل توجهی را با شركت خصوصی تحقیقاتی موسوم به Artemis Innovation Management Solutions (آرتمیس)‌ منعقد كرده است كه بر اساس آن گام‌های بلندی به سوی استفاده مؤثرتر از انرژی خورشید و هدایت آن به سوی زمین برداشته می‌شود.

برای نخستین بار در تابستان سال گذشته بود كه دانشمندان ارشد این موسسه تحقیقاتی، پیشنهاد جالب توجه خود درخصوص هدایت انرژی قابل توجه خورشید به سوی زمین را مطرح كردند. مبنای اصلی این پیشنهاد به طراحی و ساخت ماهواره‌ای برمی‌گردد كه بتواند انرژی هنگفت تولیدشده در خورشید را دریافت و آن را به سوی زمین منعكس كند.این انرژی هنگفت در ادامه به شبكه برق مناطق مختلف جهان افزوده می‌شود و بدین ترتیب ساكنان زمین عملا با بحران كمبود انرژی روبه‌رو نخواهند بود.

تا چند دهه هر گاه صحبت از مقوله استفاده از انرژی خورشید در فضا و هدایت آن به سمت زمین می‌شد، همگان به آن به عنوان پروژه‌ای خنده‌دار و غیرقابل اجرا نگاه می‌كردند. مشكل اصلی این بوده كه هیچگاه طرح عملیاتی مشخصی برای این ایده ارائه ‌نشده، اما به نظر می‌رسد پروژه شركت آرتمیس پایانی بر ناتوانی‌های بشر در این زمینه باشد.

جان منكیس كه از مهندسان شناخته شده ناسا به شمار می‌آید و هم اكنون با شركت آرتمیس همكاری نزدیكی دارد، مغز متفكر پروژه طراحی و ساخت این ماهواره به شمار می‌آید. ایده كلی منكیس بر مبنای الگوبرداری از طبیعت شكل گرفته است. این نخستین‌بار نیست كه بشر برای حل بزرگ‌ترین مشكلات خود به طبیعت روی می‌آورد. منكیس به گل‌ها و این‌كه چگونه با بهره‌گیری از گلبرگ‌هایشان انرژی خورشیدی را دریافت می‌كنند فكر می‌كند.

در همین جهت او در نظر دارد تا سیستم عظیم ماهواره‌ای متشكل از شمار قابل توجهی از آینه‌های كوچك طراحی كند كه نور خورشید را مستقیما به سوی سلول‌های خورشیدی منعكس می‌كنند. انرژی هنگفت به دست آمده از این سلول‌ها در ادامه به امواج الكترومغناطیسی با فركانس بسیار بالایی تبدیل می‌شود كه قابلیت ارسال و دریافت در ایستگاه‌های زمینی را دارند.

در چنین وضعیتی می‌توان به تولید مقادیر قابل توجهی الكتریسیته (شاید تا ده‌ها هزار مگاوات) و تزریق آن به شبكه‌های برق سراسر زمین امیدوار بود، اما عملیاتی شدن چنین پروژه‌ای با چالش‌های قابل توجهی نیز مواجه است. منكیس به این نكته اشاره می‌كند كه آینه‌ها و سلول‌های خورشیدی كه در این مجموعه ماهواره‌ای به كار گرفته می‌شوند باید كوچك و سبك وزن باشند.

این دو فاكتور مهم از این جهت حائزاهمیت است چون برای انتقال آنها به فضا راهی نداریم جز استفاده از سیستم‌های حمل و نقل فضایی فعلی. به عقیده مهندسان علوم فضایی هزینه عملیاتی‌سازی چنین پروژه‌ای در مقایسه با سایر ایده‌هایی كه در این زمینه مطرح شده است، چندان قابل توجه نخواهد بود چون پیاده‌سازی آن به صورت جزء‌جزء صورت خواهد گرفت.

مهندسان طرح در نظر دارند از شمار قابل توجهی فیلم‌های آینه‌ای باریك استفاده كنند تا وزن كل مجموعه در كمترین حد ممكن قرار داشته باشد. وزن پایین و ضخامت بسیار اندك این آینه‌ها این امكان را به مهندسان می‌دهد تا آنها را براساس طراحی‌های از پیش صورت گرفته خمیده كنند. به این ترتیب بازده كاری آنها تا حد قابل توجهی افزایش پیدا می‌كند.

یكی از مهم‌ترین مزیت‌های این پروژه، استفاده حداكثری از انرژی خورشیدی است. از آنجا كه مجموعه آینه‌های این ماهواره در فاصله قابل توجهی از زمین قرار گرفته و هیچ گاه در تاریكی فرو نخواهد رفت، همواره می‌توان نسبت به عملكرد بی‌وقفه آن در هدایت انرژی خورشیدی به سوی زمین امیدوار بود. این فاكتور مهم بشدت مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است.

آینده درخشان اكتشافات فضایی

ناسا امیدهای زیادی به آینده پروژه انرژی خورشیدی بسته است به طوری كه گفته می‌شود در آینده‌ای نه‌چندان دور گام‌های بلندی به سوی راه‌اندازی ماكتی از این طرح در مدارات پایین‌تر برداشته خواهد شد. در صورتی كه این ماكت با موفقیت عملیاتی شود، پروژه طراحی و ساخت نمونه اصلی بدون كوچك‌ترین وقفه‌ای آغاز خواهد شد.

ناسا تاكنون جدول زمانی مشخصی برای ساخت نمونه اولیه و در ادامه پروژه اصلی این ماهواره اعلام نكرده است، اما به نظر می‌رسد اگر همه چیز طبق برنامه پیش رود تا كمتر از دو دهه آینده شاهد بروز اتفاقات هیجان‌انگیزی در این زمینه خواهیم بود.

ناسا در سال‌های اخیر نگاه ویژه‌ای به پروژه‌های خلاقانه در زمینه اكتشافات و بهره‌برداری‌های فضایی داشته است. این نگرش كه تحت عنوان «پروژه مفاهیم پیشرفته و خلاقانه» مطرح شده است از جمله برنامه‌های مورد تاكید ناسا محسوب می‌شود و پروژه ماهواره‌ای هدایت انرژی خورشیدی به سوی زمین از جمله پروژه‌های مطرح در آن به شمار می‌آید. قرار است طی یك سال آینده مطالعات جامعی نیز در این زمینه انجام شود.

این پروژه در حالی وارد فازهای مطالعاتی می‌شود كه هم‌اكنون سهم استفاده از صفحات خورشیدی در زمینه تامین انرژی در زمین چندان قابل توجه نیست و عملا بجز چند پروژه شاخص در چند كشور معدود جهان، اقدامات كاربردی در این عرصه صورت نگرفته است.

برخی از كارشناسان بالا بودن هزینه تأمین انرژی مورد نیاز از طریق سلول‌های خورشیدی را یكی از مهم‌ترین دلایل كند بودن پیشرفت‌ها در این عرصه عنوان كرده‌اند، اما عده‌ای دیگر از كارشناسان معتقدند در دو دهه آینده پروژه‌هایی همچون ماهواره هدایت انرژی خورشیدی به زمین بخش قابل توجهی از انرژی مورد نیاز ساكنان زمین را تأمین خواهد كرد.

جام جم آنلاین