لیزرهای خورشیدی با الهام از باکتری ها ممکن است روزی مأموریت‌های فضایی را تامین کنند
در آینده، فضاپیماها می‌توانند با استفاده از انرژی بی‌پایان خورشید، از مشکل سوخت محدود خلاص شوند.
دانشمندان راهی را برای تبدیل مستقیم نور خورشید به پرتوهای لیزر در فضا شناسایی کرده‌اند. این رویکرد انتقال قدرت در فواصل بسیار زیاد، از ماهواره‌ها به پایگاه‌های قمری و حتی به زمین را ممکن می‌سازد.
پژوهشگران دانشگاه هریوت وات، با همکاری دانشمندان بین‌المللی، این ایده جدید را که از برخی باکتری‌ها الهام گرفته شده، پیشنهاد کرده‌اند. هدف ایجاد لیزرهایی با نیروی خورشیدی در چارچوب پروژه APACE است، یک ابتکار ۴ میلیون یورویی که از سوی شورای نوآوری اروپا و Innovation UK تامین مالی می‌شود. این همکاری بین‌المللی شامل پژوهشگرانی از بریتانیا، ایتالیا، آلمان و لهستان است.
“پروژه APACE ما قصد دارد نوع جدیدی از لیزر ایجاد کند که با نور خورشید کار می‌کند. نور معمولی معمولاً برای تامین انرژی لیزر خیلی ضعیف است، اما این باکتری‌های خاص در جمع‌آوری و هدایت نور خورشید از طریق ساختارهای جذب نور پیچیده‌شان بسیار کارآمد هستند، که می‌توانند شار انرژی را از نور خورشید به مرکز واکنش با چند مرتبه بزرگی تقویت کنند,” پروفسور اریک گاوگر که مسئول مدل‌سازی نظری پروژه است، توضیح داد.
ایده الهام‌گرفته از باکتری‌ها
پژوهشگران قصد دارند سیستمی برای تبدیل نور خورشید به پرتوهای لیزر با بهره‌گیری از ساختارهای طبیعی جذب نور موجود در باکتری‌ها ایجاد کنند.
برای این کار، از بخشی خاص از باکتری‌های فتوسنتزی به نام “مجتمع‌های آنتن فتوسنتزی” استفاده خواهد شد. این مجتمع‌ها که در باکتری‌های گوگردی بنفش و سبز یافت می‌شوند، توانایی جذب و انتقال انرژی نوری را دارند.
آن‌ها این کار را با کارایی نزدیک به کامل از طریق فرآیندی به نام “ابررادیانس” انجام می‌دهند، که در آن انرژی از چندین ذره نوری ترکیب و تقویت شده و منجر به انتقال انرژی بالا می‌شود.
آن‌ها ابتدا فناوری خود را در یک محیط آزمایشگاهی کنترل‌شده توسعه و آزمایش می‌کنند.
پژوهشگران به‌طور همزمان نسخه‌های مصنوعی از ساختارهای نور-جذب طبیعی که در حال مطالعه هستند، توسعه خواهند داد. همچنین مواد جدید لیزری که با هر دو سیستم جذب نور طبیعی و مصنوعی سازگار باشند را ایجاد می‌کنند.
نمونه اولیه لیزر ممکن است در چند سال آینده عرضه شود
مطالعات قبلی قابلیت کشت باکتری‌ها در فضا را نشان داده‌اند. علاوه بر این، برخی باکتری‌ها می‌توانند شرایط سخت فضای باز را نیز تحمل کنند.
آن‌ها معتقدند که اگر فناوری آن‌ها بتواند در ایستگاه‌های فضایی اجرا شود، می‌تواند تولید برق محلی را ممکن سازد. بعلاوه، این می‌تواند پتانسیل انتقال برق به ماهواره‌ها یا حتی به زمین با استفاده از پرتوهای لیزر مادون قرمز را مهیا کند.
“تولید پایدار برق در فضا، بدون تکیه بر اجزای فسادپذیر ارسال‌شده از زمین یک چالش بزرگ است. با این حال، موجودات زنده متخصص خودکفایی و بهره‌گیری از خودساخت است،” گاوگر گفت.
“پروژه ما نه‌تنها از الهام‌های بیولوژیکی بهره می‌گیرد بلکه یک قدم به جلو برداشته و بر روی عملکردی که در maquinaria فتوسنتزی باکتری‌ها موجود است متکی می‌شود تا دستیابی به انقلابی در قدرت فضایی را ممکن سازد.”
طبق بیانیه مطبوعاتی ، تیم انتظار دارد که تا سه سال نمونه کاری داشته باشد.
این فناوری، در صورت موفقیت، پتانسیل تغییر بنیادین اکتشافات فضایی با تامین انرژی به پایگاه‌های قمری آینده و مأموریت‌های مریخ را دارد.
فراتر از فضا، همچنین می‌تواند زمینه را برای راه‌حل‌های انرژی پایدار و جدید زمینی، از جمله انتقال برق بی‌سیم، هموار سازد.
