نصب آینه در فضا برای جذب انرژی خورشیدی| ایده‌ای عجیب تا شب‌ها هم انرژی خورشیدی داشته باشیم

تامین انرژی خانه‌ها، صنایع و دیگر فعالیت‌های انسان‌ها با منابع پاک، با قابلیت دسترسی همیشگی و تجدیدپذیر که به محیط‌زیست و سلامت انسان‌ها آسیبی نزند چالش ذهنی بسیاری بوده است. شاید در طول روز بتوان انرژی خورشید را به این منظور به خدمت گرفت اما این انرژی شب‌ها از دسترس خارج می‌شود. برای حل این چالش، یک استارت‌آپ که در کالیفرنیا قرار دارد، قصد دارد آینه‌های در حال چرخش را اطراف زمین مستقر کند؛ آینه‌هایی که قادرند نور خورشید را به نیروگاه‌های خورشیدی بفرستند تا بتوان به کمک آن‌ها انرژی تجدیدپذیر را شب‌هنگام پس از غروب خورشید هم تولید کرد. پژوهشگران می‌گویند یک نمونه طرح اولیه ماهواره بازتاب‌دهنده نور ممکن است سال آینده راهی مدار زمین شود.

 صورت فلکی با 57 ماهواره کوچک

بسیاری از ایده‌هایی که امروز آن‌ها را بدیهی تصور می‌کنیم، مثل تماس تصویری، خودروهای خودران و هوشمند و... زمانی بسیار عجیب و غیرممکن به‌نظر می‌رسید اما از یک کنجکاوی بزرگ و بعد از تکامل دانش به نقطه امروزی رسیدند، بنابراین ایده ماهواره‌های بازتاب‌دهنده نور را هم می‌توان جدی گرفت. به گزارش «اسپیس»، بن نواک، پایه‌گذار و مدیرعامل شرکت «رفلکت اوربیتال»، به تازگی طرح‌های این شرکت را در نشست بین‌المللی انرژی از فضا معرفی کرده است. ایده «رفلکت اوربیتال»، صورتی فلکی متشکل از ۵۷ ماهواره کوچک است که در مدار قطبی هم‌گام با خورشید و در ارتفاع ۶۰۰ کیلومتری به دور زمین می‌چرخند. مدار قطبی مداری است که ماهواره‌ها در آن از قطبی به قطب دیگر به گرد سیاره ما می‌چرخند.

ماهواره‌هایی که تمام زمین را پوشش می‌دهند

براساس این طرح، ماهواره‌ها همزمان و در زمانی مشخص از روز، بر فراز هر نقطه‌ای از زمین پرواز می‌کنند. این ماهواره‌ها در هر ۲۴ ساعت از هر نقطه دو بار می‌گذرند. این ماهواره‌ها، درمجموع، وقتی انرژی بیشتری نیاز است، ۳۰ دقیقه اضافی نور خورشید را برای نیروگاه‌های برق فراهم می‌کنند. نواک در نشست معرفی این فناوری گفت: «مشکل این است که انرژی خورشیدی زمانی که ما واقعا به آن نیاز داریم در دسترس نیست.» به گفته او، اگر بتوانیم پیش از طلوع خورشید و پس از غروب آن، مقداری انرژی خورشیدی دریافت کنیم، واقعا عالی خواهد شد، زیرا در این صورت می‌توان با فناوری مبتنی بر بازتابنده این مشکل را حل کرد.

انرژی ارزان اما ناپایدار

به گفته سازمان بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر، هزینه پنل‌های خورشیدی طی ۱۵ سال گذشته ۹۰ درصد کاهش یافته و کارایی آن‌ها، به کمک پیشرفت‌های فناوری فتوولتائیک، همچنان در حال افزایش است. برخی گزارش‌ها نشان می‌دهد که انرژی خورشیدی هم اکنون ارزان‌ترین انرژی است که تا به حال در دسترس انسان بوده است اما ماهیت ناپایدار تولید انرژی خورشیدی مشکلی است که کارشناسان می‌کوشند راهی برای آن بیابند. نیروگاه‌های خورشیدی در روزهای ابری نسبت به زمانی که آسمان صاف است، بهره‌وری کمتری دارند. شب‌هنگام تولید انرژی خورشیدی کاملا متوقف می‌شود. اگرچه سیستم‌های باتری و سایر انرژی‌های تجدیدپذیر می‌توانند بخشی از این کمبود را جبران کنند، اما هم اکنون به نیروگاه‌های هسته‌ای و زغال‌سنگ و گاز به‌منزله منبع پشتیبان نیاز است. به گفته نواک، «تعویض یک درصد اول شبکه انرژی با انرژی‌های تجدیدپذیر بسیار آسان است، اما جایگزین کردن یک درصد آخر بسیار دشوار است، این همان انرژی است که در روزی که باد نیست و بارانی است به آن نیاز دارید.»

ماهواره‌هایی سبک با ابعاد کوچک

جرم ماهواره‌های رفلکت‌اوربیتال تنها ۱۶ کیلوگرم خواهد بود و آینه‌های مایلاری آن اندازه‌ای حدود ۱۰ متر در ۱۰ متر خواهند داشت. مایلار همان چیزی است که در پتوهای فضایی، عایق‌ها و بسته‌بندی‌ها از آن استفاده می‌شود. آینه‌های این ماهواره‌‌ها به‌شکلی طراحی شده‌اند که نور را در قالب یک پرتو متمرکز می‌کنند. این پرتو بر مبنای تقاضای اپراتورهای مزارع خورشیدی هدایت و متمرکز می‌شود. نواک می‌گوید: «ما می‌خواهیم این کار را تا حد امکان آسان کنیم؛ مثلا شما وارد یک وب‌سایت شوید، مختصات جی‌پی‌اس خودتان را به ما بگویید. ما بعد از تاریکی، نور خورشید را به شما می‌رسانیم.» به گفته او، این آینه‌ها آلودگی نوری ایجاد نمی‌کنند و اگر شما فرضا حدود ۱۰ کیلومتر از لبه یک مزرعه خورشیدی فاصله داشته باشید، اگر مستقیما به آسمان نگاه کنید، اصلا نوری نخواهید دید، اما اگر به مزرعه خورشیدی نگاه کنید، ممکن است نوعی نور درخشان، شبیه به نور ساختمان‌ را مشاهده کنید.

نگرانی‌هایی برای آلودگی نوری

این شرکت تابستان گذشته، آینه‌ای را روی یک بالون هوای گرم در ارتفاع ۳ کیلومتری بر فراز یک مزرعه خورشیدی آزمایش کرد که به گفته نواک، توانست «۵۰۰ وات انرژی در هر مترمربع» از پنل خورشیدی تولید کند. به گفته او، این شرکت نوپا، بودجه پرواز نخستین ماهواره فضایی آزمایشی‌اش در سال آینده را تامین کرده است. برنامه این شرکت، تنها طرح  استقرار آینه در فضا برای تامین انرژی خورشیدی و افزایش کارایی آن نیست، بلکه پیش از این نیز در این زمینه تلاش‌های دیگری کرده و طرح‌های مختلفی نیز ارائه داده است. برخی دانشمندان می‌گویند که بازتابنده‌های در حال گردش ممکن است در آسمان شب آلودگی نوری ایجاد کنند. نگرانی که دور از ذهن نیست و می‌تواند برای جانوران شب‌زی و پرنده‌ها آزاردهنده باشد.