مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

40 خبر
  • نبض الملاعب
  • فيديوهات
  • هدنة وحصار المضيق
  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

    إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

  • عيد النصر على النازية

    عيد النصر على النازية

العلماء يرسلون الطاقة الشمسية من الفضاء إلى الأرض لأول مرة في التاريخ!

تعد الطاقة الشمسية أسرع أشكال الطاقة المتجددة نموا وتشكل حاليا 3.6% من إنتاج الكهرباء العالمي.

العلماء يرسلون الطاقة الشمسية من الفضاء إلى الأرض لأول مرة في التاريخ!
صورة تعبيرية / Yurkoman / Gettyimages.ru

وهذا يجعلها ثالث أكبر مصدر لسوق الطاقة المتجددة، تليها الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح.

ومن المتوقع أن تنمو هذه الطرائق الثلاث بشكل كبير في العقود القادمة، لتصل إلى 40٪ بحلول عام 2035 و45٪ بحلول عام 2050. وإجمالا، من المتوقع أن تشكل مصادر الطاقة المتجددة 90٪ من سوق الطاقة بحلول منتصف القرن، مع استخدام الطاقة الشمسية لنصفها تقريبا.

ومع ذلك، يجب التغلب على العديد من التحديات والمشكلات الفنية حتى يحدث هذا الانتقال. والعامل المحدد الرئيسي للطاقة الشمسية هو التقطع، ما يعني أنه لا يمكنها تجميع الطاقة إلا عندما يتوفر ضوء الشمس الكافي. ولمعالجة هذا الأمر، أمضى العلماء عقودا في البحث عن الطاقة الشمسية الفضائية (SBSP)، حيث ستجمع الأقمار الصناعية في المدار الطاقة على مدار 24 ساعة في اليوم، 365 يوما في السنة، دون انقطاع.

ولتطوير التكنولوجيا، أكمل الباحثون في مشروع الطاقة الشمسية الفضائية (SSPP) في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا مؤخرا أول نقل طاقة لاسلكي ناجح باستخدام مصفوفة الموجة الصغرى لتجربة مدار منخفض لنقل الطاقة (MAPLE).

وتم تطوير MAPLE بواسطة فريق Caltech بقيادة علي هاجيميري، أستاذ Bren للهندسة الكهربائية والهندسة الطبية والمدير المشارك لـ SSPP. MAPLE، وهي واحدة من ثلاث تقنيات رئيسية تم اختبارها بواسطة Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1).

وتتكون هذه المنصة من مجموعة من أجهزة إرسال الموجة الصغرى المرنة وخفيفة الوزن التي يتم التحكم فيها بواسطة شرائح إلكترونية مخصصة. وتم الإنشاء باستخدام تقنيات السيليكون منخفضة التكلفة المصممة لحصد الطاقة الشمسية وإرسالها إلى محطات الاستقبال المرغوبة في جميع أنحاء العالم.

وبدأ برنامج SSPP في عام 2011 عندما اتصل دونالد برين، وهو عضو مدى الحياة في مجلس أمناء معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، برئيس معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا آنذاك جان لو شامو لمناقشة إنشاء مشروع بحث SBSP.

ووافق برين وزوجته (أيضا أحد أمناء معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا) على التبرع بما مجموعه 100 مليون دولار لتمويل المشروع، بينما قدمت شركة Northrop Grumman نحو 12.5 مليون دولار إضافية. وتم إطلاق SSPD-1 في الثالث من يناير على سطح SpaceX Falcon 9 كجزء من برنامج مشاركة الرحلة وتم نشره بواسطة مركبة فضائية Vigoride (مقدمة من شركة Momentus للفضاء).

ولكي يكون SBSP ممكنا، يجب أن تكون الأقمار الصناعية خفيفة الوزن بحيث يمكن إطلاقها بطريقة فعالة من حيث التكلفة ومرنة بحيث يمكن وضعها داخل انسيابية الحمولة الصافية على غرار تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST).

ويعد هاري أتواتر، رئيس Otis Booth الرئيسي لقسم الهندسة والعلوم التطبيقية، وأستاذ الفيزياء التطبيقية وعلوم المواد هوارد هيوز، ومدير تحالف ضوء الشمس السائل، أحد الباحثين الرئيسيين في المشروع. كما أوضح في بيان صحفي من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: "يُعد عرض نقل الطاقة اللاسلكية في الفضاء باستخدام هياكل خفيفة الوزن خطوة مهمة نحو الطاقة الشمسية الفضائية والوصول إليها على نطاق واسع على مستوى العالم. وتُستخدم الألواح الشمسية بالفعل في الفضاء لتشغيل محطة الفضاء الدولية، على سبيل المثال، ولكن لإطلاقها ونشرها على نطاق واسع بما يكفي مصفوفات لتوفير الطاقة للأرض، يتعين على SSPP تصميم وإنشاء أنظمة نقل الطاقة الشمسية التي تتميز بخفة الوزن ورخيصة ومرونة".

وتزن كل وحدة SSPP حوالي 50 كيلوغراما (110 رطلا)، مقارنة بالأقمار الصناعية الدقيقة التي تزن عادة ما بين 10 و100 كغم (22 إلى 220 رطلا). ويتم طي كل وحدة في عبوات يبلغ حجمها حوالي 1 متر مكعب ثم تنتشر في مربع مسطح يبلغ قطره حوالي 50 مترا (164 قدما)، مع وجود خلايا شمسية على جانب واحد وأجهزة إرسال طاقة لاسلكية على الجانب الآخر.

وتعد مكونات SPPD-1 غير محكمة الغلق، ما يعني أنها تتعرض لتغيرات شديدة في درجات الحرارة في الفضاء. وإلى جانب إثبات أن أجهزة إرسال الطاقة يمكنها البقاء على قيد الحياة عند إطلاقها في الفضاء، فقد قدمت التجربة ملاحظات مفيدة لمهندسي SSPP.

وقال هاجيميري: "من خلال التجارب التي أجريناها حتى الآن، تلقينا تأكيدا على أن MAPLE يمكنها نقل الطاقة بنجاح إلى أجهزة الاستقبال في الفضاء. تمكنا أيضا من برمجة المصفوفة لتوجيه طاقتها نحو الأرض، والتي اكتشفناها هنا في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. واختبرناها بالطبع على الأرض، لكننا نعلم الآن أنها تستطيع النجاة من الرحلة إلى الفضاء والعمل هناك".

ويتضمن MAPLE أيضا نافذة صغيرة يمكن للمصفوفة من خلالها إرسال الطاقة، والتي تم اكتشافها بواسطة جهاز استقبال في مختبر Caltech's Gordon وBetty Moore للهندسة. 

وقال هاجيميري: "على حد علمنا، لم يثبت أحد على الإطلاق نقل الطاقة اللاسلكية في الفضاء حتى مع وجود هياكل صلبة باهظة الثمن. إننا نقوم بذلك باستخدام هياكل مرنة وخفيفة الوزن ودوائر متكاملة خاصة بنا".

ويقوم الفريق الآن بتقييم أداء عناصر النظام الفردية عن طريق اختبار أنماط التداخل للمجموعات الأصغر وقياس الفرق بين التوليفات. وقد تستغرق هذه العملية ما يصل إلى ستة أشهر، ما يمنح الفريق متسعا من الوقت لاكتشاف المخالفات وتطوير حلول لإبلاغ الجيل القادم من الأقمار الصناعية الشمسية.

المصدر: ساينس ألرت

التعليقات

تفاصيل جديدة عن قاعدة إسرائيل السرية في صحراء العراق وعلاقتها باستهداف الطيارين

أول تعليق إيراني رسمي على الدعم العسكري المصري للإمارات

واشنطن تقترب من ساعة الصفر ضد إيران.. خطط لضرب الموانئ والصواريخ وشبكات القيادة إذا انهارت المفاوضات

الحرس الثوري يحذر دول المنطقة من "ارتكاب أي خطأ"

سوريا.. تجريد بشار وماهر الأسد من حقوقهما المدنية ووضع أملاكهما تحت إدارة الحكومة

منشورات لترامب تتضمن صورا لتدمير الجيش الإيراني

بوتين: كنا مستعدين لتوجيه ضربة صاروخية مكثفة ضد وسط كييف إذا تم تعطيل احتفالات النصر

"مهر": دوي انفجار جنوب شرق إيران ناجم عن تدمير ذخائر من مخلفات القصف الأمريكي

أعلى سلطة قضائية سورية تلاحق جنرالا أمنيا وثلاثة وزراء سابقين

لبنان لحظة بلحظة.. غارات مكثفة ترفع حصيلة الضحايا ومطالبة بانسحاب إسرائيلي كامل

بوتين: الصراع الأوكراني يقترب من نهايته ومستعد للقاء زيلينسكي في حال الوصول إلى اتفاق سلام نهائي

صحيفة "WSJ": قائد في الظل وصور بالذكاء الاصطناعي.. كيف يعرقل "اختفاء" مجتبى خامنئي إنهاء الحرب

عرض عسكري في الساحة الحمراء في ذكرى النصر الـ81 بحضور الرئيس بوتين (صور)

بيان الخارجية الأمريكية عن مفاوضات لبنان وإسرائيل

تحذير إيراني لسفن تجارية محددة في مضيق هرمز

لبنان لحظة بلحظة.. يوم دام في الجنوب وعون يطالب بضغط أوروبي لوقف النار ونشر الجيش على الحدود

بريطانيا وفرنسا تحشدان قوات بحرية قرب هرمز

بوتين: استبعاد الآليات العسكرية من عرض النصر بموسكو مرتبط بتركيز قواتنا على مهامها في العملية الخاصة

بوتين: أوروبا تصعد الحرب في أوكرانيا.. وشرودر أفضل خيار للمفاوضات مع الاتحاد الأوروبي

ترامب: السفن بدأت تغيير مسارها من هرمز إلى الموانئ الأمريكية ونتفاوض مع إيران

مسؤول أمريكي: مدمرات أمريكية تتعرض لهجوم إيراني واسع وخطير خلال عبورها مضيق هرمز

لأول مرة منذ بدء الحرب.. عبور ناقلة غاز قطرية مضيق هرمز بإذن إيراني