به گزارش ثریا - پس از آنکه دانشمندان فاش کردند که این سیستم می‌تواند از عملیات نظامی مانند کنترل ارتباطات و جنگ الکترونیک نیز پشتیبانی کند، برنامه‌های بلندپروازانه چین برای ساخت یک نیروگاه خورشیدی مستقر در فضا، توجه دوباره‌ای را به خود جلب کرده است.

این مفهوم حول یک زیرساخت مداری عظیم می‌چرخد که قادر به جمع‌آوری انرژی خورشیدی در فضا و انتقال آن به زمین از طریق پرتوهای مایکروویو متمرکز است.

چنین سیستم‌هایی معمولاً به عنوان منابع آینده انرژی پاک مورد بحث قرار می‌گیرند، اما محققان می‌گویند که همین فناوری در صورت تطبیق با اهداف دفاعی، می‌تواند سایر قابلیت‌های استراتژیک را نیز فعال کند.

سیستم‌های انرژی مداری با پتانسیل استفاده دوگانه

مقاله اخیر دانشمند چینی، دوان بائویان(Duan Baoyan)، استاد دانشگاه شیدیان(Xidian) و معمار برجسته طرح ژوری(Zhuri) یا «تعقیب خورشید» این کشور، معماری بازطراحی شده‌ای را برای این پروژه ترسیم می‌کند.

بر اساس این گزارش، سیستم بازسازی‌شده می‌تواند در کنار نقش اصلی خود که انتقال انرژی از فضاست، از عملکردهای متعددی مانند ارتباط، ناوبری، شناسایی، تداخل و کنترل از راه دور پشتیبانی کند.

طبق گزارش روزنامه ساوث چاینا مورنینگ پست(SCMP)، این سیستم به پرتوهای مایکروویو بسیار باریک و هدایت‌پذیر دقیقی متکی است که قادر به انتقال نیرو از مدار به گیرنده‌های زمینی در فواصل طولانی هستند.

در حالی که برای انتقال کارآمد انرژی طراحی شده است، از نظر تئوری می‌توان از همان قابلیت تشکیل پرتو برای هدف قرار دادن سیستم‌های ارتباطی، ایجاد اختلال بالقوه در سیگنال‌ها یا ایمن‌سازی ارتباطات نظامی استفاده کرد.

این فناوری تحت مفهوم انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا(SBSP) قرار می‌گیرد که شامل جمع‌آوری نور خورشید در مدار است که تقریباً پیوسته و تحت تأثیر آب و هوا یا چرخه روز و شب قرار نمی‌گیرد. انرژی به برق تبدیل می‌شود و سپس به صورت بی‌سیم، معمولاً با استفاده از مایکروویو یا لیزر، به ایستگاه‌های گیرنده روی زمین منتقل می‌شود.

محققان استدلال می‌کنند که چنین سیستم‌هایی می‌توانند انرژی بسیار بیشتری در واحد سطح نسبت به مزارع خورشیدی زمینی تولید کنند، زیرا پنل‌های مداری بدون تلفات جوی یا پوشش ابری کار می‌کنند.

طرح OMEGA چین اولین بار در دهه ۲۰۱۰ پیشنهاد شد و از آن زمان به یک معماری ماژولار متشکل از چندین واحد کوچک‌تر جمع‌آوری انرژی خورشیدی تبدیل شده است. این طراحی توزیع‌شده برای ساده‌سازی چالش‌های مهندسی، بهبود مدیریت حرارتی و اطمینان از ادامه عملکرد سیستم حتی در صورت خرابی برخی از ماژول‌ها در نظر گرفته شده است.

مسابقه جهانی برای مهار انرژی از فضا

چین تنها کشوری نیست که این ایده را دنبال می‌کند. انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا توجه فزاینده‌ای را از سوی آژانس‌های فضایی و مؤسسات تحقیقاتی در سراسر جهان به خود جلب کرده است. در ایالات متحده، ناسا مفهوم «SPS-ALPHA» را بررسی کرده است که آن نیز به شبکه‌های بزرگی از واحدهای ماژولار برای جمع‌آوری انرژی خورشیدی و ارسال آن به زمین متکی است.

در همین حال، محققان موسسه فناوری کالیفرنیا در سال ۲۰۲۳ یک سیستم نمونه اولیه به نام «Space Solar Power Demonstrator» را راه‌اندازی کردند. این پروژه فناوری‌هایی از جمله ساختارهای قابل استقرار، سلول‌های فتوولتائیک پیشرفته و یک آرایه مایکروویو را که قادر به انتقال بی‌سیم انرژی در مدار است، آزمایش کرد.

اروپا نیز از طریق طرح «SOLARIS» آژانس فضایی اروپا در حال مطالعه این مفهوم است که ارزیابی می‌کند آیا نیروگاه‌های خورشیدی مداری می‌توانند در دهه‌های آینده انرژی تجدیدپذیر مداوم را به زمین تأمین کنند یا خیر.

با وجود علاقه روزافزون، این فناوری از نظر فنی و اقتصادی همچنان چالش برانگیز است. ساخت سازه‌های کیلومتری در مدار، انتقال انرژی در فاصله ده‌ها هزار کیلومتر و حفظ کنترل دقیق پرتو از جمله موانع اصلی است که محققان همچنان به آنها می‌پردازند.

جاه‌طلبی‌های علمی-تخیلی و پیامدهای استراتژیک

تلاش چین برای انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا همچنین در کنار چندین پروژه بلندپروازانه دیگر قرار دارد که مقیاس برنامه‌ریزی فضایی بلندمدت این کشور را برجسته می‌کند. این پروژه‌ها شامل مفاهیمی مانند «پروژه نانتیانمن»(Nantianmen Project) است که اغلب در رسانه‌های چینی به عنوان یک ناو عظیم فضایی نظری توصیف می‌شود و پیشنهادهایی برای ساخت یک رآکتور هسته‌ای روی ماه برای تأمین انرژی زیرساخت‌های آینده قمری در اوایل دهه 2030 ارائه می‌دهد.

سایر ماموریت‌هایی که در حال حاضر در حال پیشرفت هستند، منعکس کننده همین تلاش تجربی هستند. به عنوان مثال، انتظار می‌رود ماموریت «تیان‌ون-2(Tianwen-2) چین با استفاده از بازوهای رباتیک طراحی شده برای لنگر انداختن روی یک سنگ فضایی چرخان، یک عملیات نمونه‌برداری پیچیده از یک سیارک را انجام دهد.

این کشور همچنین در مورد مفاهیم پرتاب آینده‌نگرانه مانند سکوی پرتاب موشک الکترومغناطیسی بحث کرده است که می‌تواند فضاپیما را با استفاده از سیستم‌های الکترومغناطیسی زمینی به جای موشک‌های معمولی شتاب دهد.

در این زمینه، سیستم انرژی خورشیدی فضایی Zhuri بخش دیگری از یک استراتژی فناوری گسترده‌تر را نشان می‌دهد که بر زیرساخت‌های فضایی بلندمدت متمرکز است. در حالی که هدف اصلی آن همچنان تولید مداوم انرژی پاک از مدار است، توانایی انتقال پرتوهای مایکروویو بسیار کنترل‌شده و پشتیبانی از عملکردهای ارتباطی و ناوبری نشان می‌دهد که می‌تواند بخشی از یک شبکه مداری بزرگتر نیز باشد که از ماهواره‌ها و سایر سیستم‌های فضایی پشتیبانی می‌کند.

امروزه این فناوری همچنان در مرحله آزمایش است، اما پیشرفت‌ها در انتقال بی‌سیم انرژی، سازه‌های فضایی ماژولار و تولید مداری، به طور پیوسته ایده‌هایی را که زمانی محدود به مطالعات نظری بودند، به آزمایش عملی نزدیک‌تر می‌کند.

منبع : نیروگاه خورشیدی