نیروگاه‌های خورشیدی در فضا می‌توانند انرژی زمین را تأمین کنند؟

گروه فناوری خبرگزاری آنا- علیرضا باجلان، تأمین انرژی مورد نیاز برای فعالیت‌های صنعتی و ارتباطی روی کره زمین از طریق نیروگاه‌های خورشیدی در فضا در وهله اول موضوعی بسیار عجیب به‌نظر می‌رسد و شاید شنوندگان و خوانندگان با این جمله به یاد فیلم‌های علمی‌تخیلی بیفتند اما اکنون دانشمندان در تلاش هستند تا راه‌های تحقق این برنامه بلندپروازانه را بررسی کنند.

بیشتر بخوانید:

حقایقی درباره‌ دورترین سیاره منظومه شمسی/ نپتون، توپ گاز و یخ با جاذبه بالا

برنامه تولید انرژی الکتریکی در خارج از کره زمین اولین بار توسط دانشمند روس کنستانتین سیولکوفسکی در دهه 1920 میلادی مطرح شد. البته این برنامه در آن زمان صرفاً در حد حرف بود و نویسندگان برای داستان‌های خود از این موضوع الهام می‌گرفتند.

پیش به سوی تحقق رویایی بزرگ

حدود یک قرن پس از دوران حیات کنستانتین سیولکوفسکی دانشمندان در سازمان فضایی اروپا گام‌های بلندی برای تحقق برنامه مطرح شده از سوی او برداشته‌اند و به‌دنبال تأمین بودجه برای پروژه‌ای که هدف آن تولید انرژی الکتریکی در خارج از مدار زمین است، هستند.

تغییرات آب‌وهوایی یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های عصر حاضر است به طوریکه حیات در کره زمین به دلیل دگرگونی‌های اقلیمی مورد تهدید قرار گرفته است. این تغییرات دلایل متعددی دارد ولی از جمله مهم‌ترین آن‌ها روش‌های تأمین انرژی در کره زمین است. روش‌های کنونی تولید انواع انرژی سبب آلودگی محیط‌زیست و برهم خوردن الگوهای آب‌وهوایی شده است. بنابراین انسان‌ها باید هرچه زودتر روش‌های جدیدی برای تولید و تأمین انرژی را به‌کارگیری کنند.

تغییر در روش‌های تولید انرژی

در سال‌های اخیر فناوری‌های مرتبط با شیوه‌ تولید انرژی تجدید‌پذیر تا حد زیادی توسعه یافته است و اکنون دولت‌ها در سراسر دنیا می‌کوشند با استفاده از نور خورشید، باد و امواج دریا انرژی مورد نیاز مردم را تأمین کنند اما هنوز وابستگی جوامع به روش‌های سنتی تولید انرژی مانند استفاده از سوخت‌های فسیلی به طور کامل از بین نرفته و حتی میزان به‌کارگیری این حامل‌های انرژی در بخش‌های مختلف جهان بیشتر از انرژی‌های پاک است.

گران‌بودن، نیاز به فناوری پبچیده، سیاست‌های اشتباه اقتصادی و عدم آگاهی مردم از میزان آلایندگی سوخت‌های فسیلی مهم‌ترین دلایل استفاده از روش‌های سنتی انرژی به‌جای انرژی‌های تجدیدپذیر در بسیاری از کشورهای دنیاست. علاوه بر این‌ها ظرفیت تولید انرژی در بخش ذخیره انرژی خورشید هنوز محدود است و نمی‌تواند با استفاده از آن نیروی لازم برای فعالیت‌های صنعتی کارخانجات و صنایع بزرگ را تأمین کرد.

فواید تولید انرژی در فضا

پایگاه تولید انرژی در فضا به دلیل امکان گردش 24 ساعته به دور خورشید و جذب انعکاس نور از زمین می‌تواند انرژی خورشیدی بسیار بیشتری نسبت به نیروگاه‌های موجود روی سطح زمین را ذخیره‌سازی کند. در واقع به دلیل عدم وجود واسطه برای رسیدن نور خورشید و فقدان آلودگی‌های نوری نیروگاه خورشیدی موجود در مدار زمین انرژی بیشتری را دریافت می‌کند.

بررسی‌های دانشمندان نشان می‌دهد یک نیروگاه خورشیدی که قادر به تأمین بخش قابل توجهی از انرژی موجود روی زمین باشد مساحتی برابر با 10 کیلومتر(معادل هزار و 400 زمین فوتبال) خواهد داشت. بدون شک استقرار تجهیزات لازم برای ساخت این نیروگاه به میلیاردها دلار سرمایه و سامانه‌های فضایی پیشرفته احتیاج دارد.

یکی از راه‌حل‌های پیشنهادی برای ساخت نیروگاه خورشیدی در فضا استفاده از هزاران ماهواره کوچک است. محققان در موسسه فناوری کالیفرنیا با طرح چنین پیشنهادی عنوان کردند به‌کارگیری ماهواره‌های کوچک و آماده‌سازی آن‌ها برای انجام وظیفه در سیستمی جامع و یکپارچه تحقق پروژه نیروگاه خورشیدی در مدار زمین را منطقی‌تر و دست‌یافتنی‌تر می‌کند.

اخیراً با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی سلول‌های خورشیدی طراحی شده است که در شرایط مختلف می‌توانند بیشترین انرژی را از خورشید جذب کرده و با بازدهی بالا آن را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. در کنار بازدهی بالا این سلول‌های خورشیدی به دلیل طراحی خاص و ساختار فیزیکی آن‌ها وزن بسیار پایینی دارند و می‌توان با استفاده از سفینه‌های فضایی تعداد زیادی از آن‌ها را به مدار زمین انتقال داد. سلول‌های خورشیدی در کنار هم شبکه‌ای را تشکیل می‌دهند که با نام بادبان خورشیدی شناخته می‌شود.

استفاده از سلول‌های خورشیدی برای ایجاد نیروگاه تولید برق در فضا

اکنون سازمان‌های فضایی به‌کارگیری سلول‌های خورشیدی برای راه‌اندازی نیروگاه را در دستور برنامه‌های آینده خود قرار دادند و در صورت تأمین بودجه لازم مراحل تولید انرژی در فضا را آغاز می‌کنند. گروهی از دانشمندان معتقدند برای ساخت نیروگاه خورشیدی در فضا نباید تنها به منابع زمین متکی بود و باید از پتاسیل‌های موجود در فضا نیز استفاده کرد.

به تازگی کاوشگرهای آژانس فضایی اروپا شواهدی از وجود اکسیژن و فلزات در سنگ‌های جمع‌آوری شده از سطح ماه کشف کردند که می‌توان از آن‌ها برای تولید انرژی استفاده کرد. همچنین پنل‌های خورشیدی موجود در ایستگاه بین‌المللی نیز می‌توانند برای تأمین انرژی اولیه نیروگاه خورشیدی استفاده شوند. یکی از مدیران ارشد سازمان فضایی ژاپن(JAXA) گفت: نیروگاه خورشیدی در مدار زمین به دلیل قرارگیری در میدان مغناطیسی خورشید به صورت خودکار در مدار مشخصی گردش می‌کند و همین موضوع عاملی برای  مصرف کمتر انرژی در این نیروگاه است.

نیروگاه خورشیدی در آینده می‌تواند فرصت‌های شغلی بسیار زیادی را برای مهندسان و متخصصان ایجاد کرده و شرایطی را ایجاد کند که کشورها در سراسر دنیا وابستگی کمتری به انرژی‌های فسیلی داشته باشند.

انتهای پیام/4144/