یک نیروگاه خورشیدی برای تولید برق را در فضا تصور کنید: نیروگاهی که همیشه زیر آفتاب سوزان خواهد بود، ابرها و غروب خورشید از تولیدش نخواهند کاست و برقش با پرتوی لیزر برای مصرف به زمین منتقل خواهد شد. این رویای گران‌قیمت که از دهه ۱۹۶۰ در ذهن بشر خانه کرده، حالا به پروژه بعدی چین در زمینه انرژی‌های تجدیدپذیر بدل شده است.
به گزارش شبکه خبری «سی‌ان‌ان» آمریکا، شرکت دولتی «فناوری و علم هوافضای چین» اعلام کرده است که در حال بررسی ساخت یک نیروگاه خورشیدی در فضا تا سال ۲۰۵۰ است که برق تولیدی‌اش پس از رسیدن به زمین توان روشن‌کردن کل یک شهر را خواهند داشت. این برق از طریق پرتوهای لیزر یا میکروموج‌ها (microwaves) به سیاره منتقل خواهد شد.
با این حال چین تا ۲۰۲۱ ماهواره‌های خورشیدی کوچکی با قابلیت جذب انرژی خورشیدی و تولید آن به برق به فضا خواهد فرستاد تا شیوه‌های انتقال برق به زمین را بیازماید.
اگر دانشمندان چینی از پس دشواری‌های فنی این پروژه برآیند، جهشی فوق‌العاده در راستای استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و سبز را شاهد خواهیم بود.
امید: منبع لایزال انرژی تجدیدپذیر
ما هنوز به انرژی‌های فسیلی معتادیم، هرچند می‌دانیم که سوخت فسیلی عامل اصلی گرمایش زمین و آلودگی هوا است. اما از سوی دیگر دولت‌ها نیز استدلال می‌کنند که استفاده از سوخت‌های فسیلی هنوز ضروری است، چون منابع انرژی‌های تجدیدپذیر نسبت به آنها کم‌بازده هستند.
از یک سو، گاه فناوری‌های برداشت انرژی از منابع سبز به آن حد از پیشرفت نرسیده‌اند که در زمان مناسب میزان انرژی مناسبی تولید کنند (یا اگر پیشرفت تکنولوژیک رخ داده، استفاده از آن گران‌قیمت است). از سوی دیگر، باد و آب و آفتاب در طبیعت متغیرند و تولید انرژی از آنها مقید به ریتم طبیعی آنهاست.
اما در فضا نه شبی هست و نه ابری. نیروگاه انرژی خورشیدی بی‌وقفه قابلیت تولید دارد و تنها در موارد نادری همچون کسوف تولیدش متوقف خواهد شد. به‌علاوه، پرتوهای خورشید رسیده به آن دیگر بر اثر عبور از جو زمین تضعیف نشده‌اند.
همین ویژگی است که باعث شده «جامعه فضایی ملی ایالات متحده» (NSS) انرژی خورشیدی فضایی را «بزرگترین منبع بالقوه انرژی در دسترس انسان‌ها» بخواند که می‌تواند «تمام نیازهای اکتریکی تمام افراد روی زمین» را تأمین کند.
به علاوه، پرتوهای انرژی حاصل از این نیروگاه خورشیدی فضایی می‌توانند به لحاظ نظری سیستم‌های هوایی مخرب همچون تندبادها و گردبادها را از بین ببرد یا برای دورافتاده‌ترین نقاط سیاره انرژی فراهم آورد یا حتی انرژی رانه‌ای سفینه‌های فضایی را برای سفرهای طولانی فراهم کند.
موانع و دشواری‌ها
این منبع لایزال انرژی تجدیدپذیر رویایی بود که از دهه ۱۹۶۰ به فکر دانشمندان افتاده بود. حتی پیتر شوبرت، مدیر مرکز انرژی‌های تجدیدپذیر دانشگاه ایندیانا به سی‌ان‌ان گفته است که فناوری برداشت انرژی خورشیدی در فضا از دهه ۱۹۶۰ در دسترس بود. پس چرا اجرا نشد؟
یک مدل از نیروگاه برق خورشیدی فضایی که در حال ارسال برق با میکروموج به زمین است ــ عکس: ویکیپدیا
▪️هزینه: دانشمندان و کارشناسان هزینه اجرای چنین پروژه‌ای را بسیار بالا ارزیابی کرده‌اند. با این حال شاید هزینه بی‌اهمیت‌ترین مانع در برابر چینی‌ها باشد.
چین از یک سو گفته که تا ۲۰۲۰ رقمی معادل سیصد و ۶۷ میلیارد دلار در تولید انرژی تجدیدپذیر ــ خورشیدی، بادی، آبی و هسته‌ای ــ سرمایه‌گذاری خواهد کرد؛ و از سوی دیگر، پس از بر سر کار آمدن شی جین پینگ رئیس‌جمهوری چین، سرمایه‌گذاری عظیمی در سال‌های اخیر در عرصه فضایی انجام داده است.
▪️ دشواری‌های عملیاتی: نحوه‌ی ساخت یا انتقال نیروگاه به فضا و نحوه‌ی انتقال برق تولیدشده به زمین بزرگترین دشوارهای عملیاتی هستند.
استفاده از روش «تولید فزاینده» (Additive Manufacturing) در صنایع فضایی رواج زیادی یافته‌است. در این روش با استفاده از پرینترهای سه‌بعدی قسمت‌های مختلف تأسیسات فضایی ساخته و لایه‌لایه روی هم قرار داده می‌شوند.
به گفته نوبویوشی فوجیمونو سخنگوی آژانس کاوش هوافضای ژاپن، فناوری لازم برای تولید فزاینده نیروگاه خورشیدی فضایی در آینده نزدیک در دسترس قرار خواهد گرفت و هزینه آن قطعاً از هزینه گرمایش جهانی کمتر است.
سرهم‌کردن این نیروگاه در موقعیت مورد نظرش در فضا (حدود ۳۶ هزار کیلومتری) چالش دیگری است. استفاده از انسان در سرهم‌کردن آن خطرناک و پرهزینه است و دانشمندان در تلاش برای ساختن سیستم‌های روباتیک جهت انجام این ساخت‌و‌ساز هستند.
فرستادن برق با استفاده از پرتوهای لیزر یا میکروموج‌ها، دیگر پیچیدگی فنی این پروژه نیز از ۲۰۲۱ با ارسال ماهواره‌های کوچک آزمایش خواهند شد. چین قرار است ایستگاه دریافت این پرتوها و تبدیل آنها به برق شهری را در ۸۰۰ کیلومتری شهر چونگ‌کینگ بسازد.
بیم: تسلیحاتی‌کردن انرژی خورشید
تولید گازهای گلخانه‌ای علی‌رغم هشدار اکثریت قریب به اتفاق دانشمندان درباره خطرهای گرمایش زمین رو به افزایش است. به گفته پنل کارشناسان سازمان ملل، ما آخرین نسلی از بشر هستیم که با کاهش قابل توجه تولید گازهای گلخانه‌ای، توانایی توقف تغییرات اقلیمی را خواهیم داشت. در غیر این صورت، جهان ۱۱ سال دیگر احتمالاً به نقطه‌ای بی‌بازگشت وارد می‌شود و دورنمای پس از آن را فاجعه‌های محیط زیستی، قحطی و مهاجرت‌های گسترده اقلیمی شکل خواهند داد.
نمونه‌ای از انتقال برق به یک سفینه با استفاده از لیزر ــ عکس: ناسا
هرچند در دوران گزارش‌های هراس‌آور از اثرات تغییرات اقلیمی، خبر استفاده بالقوه از انرژی خورشیدی فضایی خوشحال‌کننده است، برخی کارشناسان نسبت به استفاده تسلیحاتی چین از آن هشدار می‌دهند.
به گفته آنها، پرتوی لیزری حاصل از این نیروگاه می‌تواند همچون اسلحه‌ای بسیار تخریب‌گر به کار رود و یک شهر را ظرف چند دقیقه یا چند ساعت به کل بسوزاند و تخریب کند.
به همین خاطر، شاید طرح چین با مخالفت دیگر کشورها روبرو شود یا به رقابتی تسلیحاتی در فضا بینجامد.
همان‌طور که اشاره شد، فناوری برداشت انرژی خورشیدی در فضا از دهه‌ها پیش وجود داشته است. نه تنها چین، که ژاپن و آمریکا نیز همین حالا به دنبال ساختن نیروگاه خورشیدی فضایی هستند. اینکه کدام کشور اولین نیروگاه واقعی را عملیاتی خواهد کرد، قضاوتی تاریخی مربوط به آینده است.
اما یک چیز روشن شده است: پیروزی دونالد ترامپ بر هیلاری کلینتون در انتخابات ریاست‌جمهوری ۲۰۱۶ ــ اولی با شعار احیای صنایع فسیلی و دومی با شعار افزایش هرچه بیشتر استفاده از سوخت‌های تجدیدپذیر ــ باعث شده که چین در عرصه انرژی سبز تلاش‌هایش را برای بدل شدن به آنچه آرزوی کلینتن بود، افزایش دهد: بدل‌شدن به ابرقدرت انرژی‌های تجدیدپذیر.
رادیو زمانه