أعلن معهد كاليفورنيا للتقنية أن مجموعة من الباحثين التابعين له نجحوا في نقل الطاقة الشمسية من الفضاء إلى الأرض، بدون سلك واحد، لأول مرة، فما هو هذا النوع من الطاقة؟ ولماذا يرغب العلماء في الاستفادة منه؟
ماهية الطاقة الشمسية الفضائية
في كل ساعة، تصل طاقة شمسية إلى الأرض أكثر مما يستخدمه الإنسان في عام، وحوالي 30% من هذه الطاقة ينعكس مرة أخرى في الفضاء بواسطة الغلاف الجوي.
ونظرًا لغياب الغيوم والغلاف الجوي والليل في الفضاء، تصبح الألواح الشمسية المثبتة على أسطح الأقمار الصناعية قادرة على التقاط ونقل طاقة أكبر بكثير من الألواح الشمسية الأرضية.
تجمع الأقمار الصناعية التي تنقل الطاقة إشعاعًا شمسيًا عالي الكثافة ومتواصلًا باستخدام مرايا عملاقة لعكس كميات هائلة من الأشعة الشمسية على ألواح شمسية أصغر.
يتم بعد ذلك بث هذا الإشعاع لاسلكيًا إلى الأرض بطريقة آمنة وخاضعة للرقابة إما عن طريق “موجات الميكروويف” أو شعاع الليزر.
وعلى عكس حرق الوقود الأحفوري، فإن الطاقة الشمسية للفضاء تلائم بيئتنا، ومن الشأن الاعتماد عليها ضمان تدفق الطاقة إلى أكثر أجزاء العالم فقرًا، مما يدفع العلماء إلى محاولة تسريع وتيرة البحث؛ للاستفادة منها في أقرب وقت ممكن.
الفارق بين أنواع نواقل الطاقة الشمسية الفضائية
بالنسبة لأقمار الليزر الشمسية، فهي تتميّز بأن تكاليف بدء تشغيلها منخفضة نسبيًا في نطاق يتراوح بين 500 مليون دولار ومليار دولار.
ويرجع ذلك إلى أن الإطلاق الفردي لكل قمر صناعي للإرسال بالليزر يكون عبارة عن عملية تجميع ذاتي، مما يقلل التكاليف والمخاطر بشكل كبير.
كما يتسم شعاع الليزر بقطره الصغير، لذا سيكون تنفيذه على الأرض أرخص وأسهل.
ورغم ذلك، هناك العديد من المخاوف المتعلقة بسلامة الليزر في الفضاء، كما أن الأقمار الصناعية الخاصة به قد تواجه مشكلة في إرسال الطاقة عبر السحب الغزيرة والأمطار.
ومن بين عيوب هذا النوع، أن القدرة المنخفضة لكل قمر صناعي على إنتاج الطاقة تتطلب إطلاق أعداد كبيرة منها لإحداث التأثير المطلوب.
على الجانب الآخر، تنتقل الطاقة من الأقمار التي تعمل بموجات الميكروويف بثبات وبدون انقطاع عبر المطر والسحب والظروف الجوية الأخرى، ويمكن للواحد منها توفير ما يزيد عن 1 جيجاواط من الطاقة، وهو ما يكفي لتشغيل مدينة كبيرة.
ويعيب إنتاج أقمار موجات الميكروويف أن تكلفة إنتاج الواحد منها تبلغ عشرات المليارات من الدولارات، وتتطلب ما يصل إلى 100 عملية إطلاق في الفضاء، مع الحاجة إلى التجميع الفضائي، كما يبلغ قطر جهاز الاستقبال الأرضي عدة كيلومترات.
وستؤدي المسافة الطويلة بين القمر الصناعي والأرض إلى استحالة إصلاحة.
“الطاقة الدولية”: الاستثمار في الطاقة الشمسية سيتجاوز إنتاج النفط في هذا الموعد
