كيف ستساعد محطات الطاقة الشمسية حول القمر على توفير مصادر هائلة من الطاقة النظيفة؟

يقتصر جمع الطاقة الشمسية على الأرض على ساعات النهار، وهو قيد غير موجود في الفضاء. على ضوء هذه المعلومة، لطالما وضع الباحثون نظريات حول صنع الأقمار الاصطناعية التي تجمع الطاقة الشمسية وتستطيع إرسال كميات هائلة من هذه الطاقة النظيفة إلى الأرض على شكل موجات دقيقة، وكذلك فإنهم اختبروا طرائقَ لإنجاز ذلك. ومع الاقتراب من جعل هذه الفكرة التي تشبه أفكار الخيال العلمي حقيقة واقعة، يهدف مشروع جديد في طور التطوير إلى جمع الطاقة الشمسية خارج سطح الأرض، وفي هذه الحالة، من القمر.

محطة طاقة أرضية كبرى على القمر

ووفقاً لإعلان حديث أصدرته وكالة الفضاء الأوروبية، كشف المهندسون في شركة أسترو ستورم (Astrostrom) السويسرية النقاب عن التفاصيل الأولى لمحطة الطاقة الأرضية الكبرى على سطح القمر، أو "جي إي ⊕-إل بي إس" (GE⊕-LPS)، في دراسة نُشرت في وقت سابق من عام 2023.

تحتوي هذه المحطة المستوحى تصميمها من فيزيولوجيا جناح الفراشة، على ألواح شمسية لها شكل حرف "V" في تكوين حلزوني تغطّي مساحة كيلومتر مربع واحد. افتراضياً، يمكن أن يسمح هذا الحجم للمحطة الفضائية بإرسال ما يصل إلى 23 ميغاواط من الطاقة المستدامة إلى قاعدة قمرية. للمقارنة، يغطي ميغاواط واحد من الكهرباء حاجة ما يصل إلى 200 منزل في ولاية تكساس الأميركية من الطاقة خلال أوقات الذروة في الطلب.

استخدام مواد قمرية

وفقاً للدراسة السابقة الذكر؛ يمكن بناء النسبة الأكبر من المحطة والألواح الشمسية باستخدام مواد توجد على سطح القمر مثل بيريت الحديد. يمكن العثور على بيريت الحديد، المعروف أيضاً باسم "الذهب الكاذب" على الأرض؛ ولكن توجد مكوناته أيضاً في الغلاف الحجري القمري. يتيح مزج هذه المكونات تصنيع بيريت الحديد. يمكن أن يؤدي بيريت الحديد دور طبقة خارجية عاكسة فعالة في الألواح الشمسية؛ إذ يبلغ قطر كل بلورة ماصة للضوء من بلوراته نحو 400 جزء من المليمتر الواحد فقط.

صُممت المحطة لتناسب السكن المستدام للبشر، وستقع في إحدى نقاط لاغرانج الأرضية القمرية على ارتفاع 61,350 كيلومتراً تقريباً فوق سطح القمر. نقاط لاغرانج هي نقاط تقع بين جرمين سماويين توازن فيها قوى الجاذبية والطرد المركزي بعضها؛ ما يولّد توازناً يتطلب الحد الأدنى من التصحيح المداري.

على الرغم من أن مثل هذا المشروع قد يبدو في البداية صعباً من الناحيتين المالية واللوجستية، يعتقد الباحثون أن صنع هذه الأقمار الاصطناعية وإطلاقها من سطح القمر يمكن أن يكون أسهل وأكثر فعالية من حيث التكلفة من فعل ذلك من الأرض. في الواقع، يقدّر مهندسو شركة أسترو ستورم أن إطلاق أقمار الطاقة الشمسية الاصطناعية القمرية ووضعها في المدارات الجغرافية الثابتة سيتطلب تغيّراً في السرعة أقل بـ 5 مرات مقارنة بإطلاق الأقمار الاصطناعية من الأرض. بالإضافة إلى ذلك، خلصت الدراسة إلى أن إطلاق محطة "جي إي ⊕-إل بي إس"، "ممكن من دون الحاجة إلى أي اختراقات تكنولوجية".

قال رئيس مشروع "سولارِس" (SOLARIS) لأبحاث الطاقة الشمسية الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، سانجاي فيجيندران، في بيان صحفي: "ليس من السهل إطلاق أعداد كبيرة من أقمار الطاقة الشمسية الاصطناعية التي تولد الطاقة بمقياس الغيغاواط إلى المدار من سطح الأرض، بالإضافة إلى أن ذلك قد يتسبب بمقدار كبير من التلوث الهوائي.

لكن بمجرد إثبات أن عمليات تصنيع مكونات قمر اصطناعي يعمل بالطاقة الشمسية في مدار حول القمر وتجميعها ممكنة ضمن مشروع مثل محطة "جي إي ⊕-إل بي إس"، يمكن بعد ذلك توسيع نطاق هذه العمليات لإنتاج المزيد من أقمار الطاقة الشمسية الاصطناعية التي تزوّد الأرض بالطاقة من موارد القمر".