طرح عجیب انگلستان برای تامین برق از فضا
بریتانیا قصد دارد نخستین کشوری باشد که برق مورد نیاز خود را مستقیما از فضا تامین می‌کند. اگر تعجب کرده‌اید که تهیه برق از فضا چه تفاوتی با تهیه برق از «انرژی خورشیدی» دارد (دست‌کم آن‌گونه که بیشترِ ما می‌شناسیم)، ادامه این مطلب را بخوانید.
دولت بریتانیا قصد دارد صفحات جمع‌آوری انرژی خورشید (یا همان پنل‌های خورشیدی) را به جای سطح زمین، به صورت مستقیم در فضا نصب کند. این طرح جاه‌طلبانه، انقلابی در تامین انرژی در جهان ایجاد خواهد کرد. اما ماجرا از چه قرار است؟
کار، کارِ انگلیسی‌ها است
تامین برق از انرژی خورشیدی، همین حالا هم یک فناوری جدید است و میزان برقی که از این طریق در جهان تامین می‌شود، در مقایسه با برقی که از انرژی‌های فسیلی و اتمی تولید می‌شود، بی‌اندازه ناچیز است.
با این همه، ظاهرا مسابقه در تامین انرژی از مسیرهای جدید، یک پله دیگر هم جهش کرده و حالا صحبت از این است که به جای نصب پنل‌های خورشیدی روی زمین و ساختمان‌ها، آنها را مستقیما در فضا شناور کنیم و برق تولید شده را هم به شکل «بی‌سیم» به زمین انتقال بدهیم.
بریتانیا قرار است در این زمینه پیشگام باشد. دولت این کشور اعلام کرده که تا سال ۲۰۵۰ میلادی، تولید کربن (که در واقع سرسلسله ایجاد شرایط گلخانه‌ای در جهان است) را به صفر خواهد رساند. طرح جدید هم در واقع در همین راستا است. (اطلاعات رسمی دولت بریتانیا در این مورد را اینجا ببینید.)
بریتانیا می‌خواهد تا اواسط دهه ۲۰۴۰ میلادی، حدود ۳۰ درصد از برق مورد نیاز خود را در فضا تولید کند.
نشریه بریتانیایی «اکسپرس» (EXPRESS) پیش از این گزارش داده بود که تولید برق به این شیوه، می‌تواند تا میانه دهه ۲۰۴۰ میلادی به شکل پایدار به حدود ۳۰ گیگاوات برسد و نزدیک به ۳۰ درصد از نیاز برق بریتانیا (با در نظر گرفتن رشد در این حوزه) را هم تامین کند. اما این فناوری، چه تفاوت‌هایی با فناوری‌های کنونی دارد؟
خورشیدی که دیگر پشت ابر نمی‌ماند
«فضا-توان» یا «انرژی خورشیدی بر پایه فضا» (در زبان انگلیسی Space-based solar power یا SBSP) در واقع از این نظر با فناوری‌های کنونیِ تامین برق از انرژی خورشیدی متفاوت است که در خارج از جو زمین عمل می‌کند.
یک ماهواره مجهز به پنل‌های خورشیدی در جو زمین قرار می‌گیرد، بی‌وقفه دورِ زمین می‌چرخد و بدون توقفِ ناشی از ابری‌شدن هوا، گردش روز و شب و حتی نشستن گرد و غبار بر روی پنل‌های خورشیدی، برق تولید می‌کند.
گردشگری فضایی
شرکت امریکایی «اسپیس‌ایکس» یکی از شرکت‌های پیشرو در صنعت فضایی است.
اکنون تنها دو مشکل در این زمینه وجود دارد: نخست اینکه چگونه باید برق تولید شده در فضا را به زمین انتقال داد و به خانه‌ها و کارخانه‌ها رساند و دوم هم اینکه هزینه اجرای این طرحِ به شدت جاه‌طلبانه، هنوز بسیار بالا است.
چرا فضا این‌قدر مهم است؟
اما هر دو مشکل حل‌شدنی هستند. مشکل نخست صرفا فناورانه است و از قضا همین حالا هم قابل حل است و مشکل دوم هم باز با رشد تدریجی فناوری، کوچک‌تر و کوچک‌تر خواهد شد. برای مشکل نخست، صحبت از انتقال برق به وسیله امواج مایکروویو (یا «ریزموج») است که به دلیل تخصصی بودنِ موضوع، در اینجا به آن ورود نمی‌کنیم!
اما به طور کلی، چند دهه پیش، کلیت ایده ماهواره‌هایی که به دور زمین می‌چرخند، صرفا در داستان‌های علمی-تخیلی به چشم می‌خورد، اما امروز صحبت از چندده هزار ماهواره‌ای است که قرار است اینترنت جهانی را تامین کنند. (استارلینک)
مسابقه تجاری کسب‌وکارها در فضا
فضا، آینده انسان را تغییر خواهد داد و عجیب نیست که چرا ابرثروتمندانی مانند «ایلان ماسک»، سرمایه‌گذاری‌های سنگینی برای توسعه فناوری‌های فضایی و حتی فتح مریخ صورت داده‌اند. در همین روزهای اخیر، ژاپنی‌ها از ساخت «آسانسورهای فضایی» صحبت کرده‌اند و داستان موشک‌های ماهواره-زن هم به دنبال جنگ اخیر در اوکراین دوباره داغ شده است. اما اجازه بدهید ماجرا را کمی بیشتر بکاویم.
یک داستان ۵۰ ساله
ایده «فضا-توان» واقعا قدیمی است. نخستین بار، در دهه ۱۹۴۰ میلادی (حدود دهه ۱۳۲۰ خورشیدی) بود که چنین ایده‌ای توسط «ایزاک آسیموف»، نویسنده داستان‌های علمی-تخیلی مطرح شد. اما آن روز هنوز هیچ موشکی به فضا نرفته بود و حتی هیچ موشکی (در حوزه نظامی) روی زمین هم امتحان نشده بود.
نخستین ایده‌هایی که قابلیت اجرا را هم در نظر می‌گرفتند، در اوایل دهه ۱۹۷۰ میلادی (اواخر دهه ۱۳۴۰ خورشیدی) به میان آمدند. در آن زمان، انرژی هنوز به اندازه امروز نگرانی ایجاد نکرده بود و مهم‌ترین موضوع، رقابت فضایی (موسوم به «جنگ ستارگان») میان امریکا و اتحاد جماهیر شوروی سابق بود.
دو کشور می‌خواستند ماهواره‌هایی بسازند که جنبه نظامی داشته باشد و علاوه بر این، با توسعه فناوری‌های حوزه پیشرانش، توانایی فرود روی ماه را هم به فهرست رقابت‌های‌شان اضافه کردند. اما فضا هنوز جنبه علمی نداشت و عمده نگاه‌ها به آن نظامی و استراتژیک بود.
گران است!
با این همه، امروز نگرانی‌ها در مورد تغییرات اقلیمی و تعهدات کشورهای مختلف به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، سرِ زلف حوزه‌های انرژی و فضا را هم به یکدیگر گره زده است. مشکل اما اینجا است که ارسال هر یک کیلوگرم وزن به فضا، هزینه‌ای باورنکردنی دارد.
تخمین‌ها نشان می‌دهند که با فناوری‌های کنونی، هزینه ارسال هر یک کیلوگرم وزن به «مدار نزدیک زمین» (Low Earth orbit یا LEO) بین ۱۰ تا ۱۰۰ هزار دلار باشد. (این همان مداری هم هست که ایران ماهواره‌هایی از قبیل «ناهید ۱» و «پارس ۱» را به آن فرستاده است. اینجا را ببینید.)
با در نظر گرفتن وزنِ تجیهزاتی که برای تامین برق خورشیدی مورد نیاز هستند (البته با فناوری امروزی)، بالاترین میزان بهره‌وریِ تولید برق به ازای یک کیلوگرم وزنِ تجیهزات، یک کیلوگرم به ازای یک کیلووات (یا ۱ kg/kW) است.
گردشگری فضایی
هزینه ارسال تجهیزات به فضا هنوز بسیار بالا است و توجیهی برای تولید برق در فضا (دست‌کم با فناوری امروزی) وجود ندارد.
بنابراین، نیروگاه خورشیدی ۳۰ گیگاواتیِ مورد اشاره بریتانیا (با فناوری‌های کنونی و با هزینه‌های کنونیِ ارسال تجهیزات به فضا) در بهترین حالت و در ایده‌آل‌ترین شرایط، بین ۳۰ تا ۳۰۰ میلیارد دلار هزینه خواهد داشت. در محاسبات واقع‌بینانه‌تر، این هزینه‌ها می‌توانند ۵ برابر بیشتر، یعنی بین ۱۵۰ میلیارد دلار تا ۱٫۵ تریلیون دلار باشند. (برای مشاهده منبع استدلال‌ها در مورد هزینه‌ها، این لینک را ببینید.)
این هزینه بسیار بالا است و کسی در خودِ بریتانیا هم آن را جدی نخواهد گرفت. با این همه، از آنجا که برخی شرکت‌های چینی و حتی هندی هم به دنبال طرح‌هایی مشابه هستند و اروپا هم ناظرِ وضعیت بحرانی انرژی به دنبال جنگ اوکراین است، بعید نیست تلاش‌ها برای کاهش هزینه‌های فناورانه و اجرایی‌شدن آنها در سال‌های آینده افزایش پیدا کند
ارسال نظر