یک پرتو متمرکز نور میتواند به نوع تازهای از سوخت برای فضاپیماها تبدیل شود. در اکتبر ۲۰۲۶، شرکت استار کچر اینداستریز قصد دارد فضاپیمای آزمایشی خود با نام پروتواستار را با مأموریت ترنسپورتر-۱۸ اسپیسایکس از وندنبرگ به فضا پرتاب کند تا آنچه میتواند نخستین انتقال بیسیم توان میان دو فضاپیمای مستقل در مدار پایین زمین باشد، به نمایش گذاشته شود.
آزمایش پرتو باریک با اهمیت واقعی در مدار
این مأموریت برای ارسال انرژی نوری از پروتواستار به یک کیوبست کوچک مجهز به پنلهای خورشیدی تجاری طراحی شده است. پروتواستار کیوبست را شناسایی و ردیابی میکند، سپس پرتوی نور را روی پنلهای گیرنده متمرکز و هدایت میکند تا مهندسان بتوانند اندازهگیری کنند چه مقدار انرژی واقعاً به مقصد میرسد. وایرد این آزمایش پیش رو را گامی حیاتی برای استار کچر توصیف کرده است؛ شرکتی که میگوید دادههای این مأموریت مسیر توسعه شبکهای برای جابهجایی انرژی میان ماهوارهها را روشنتر خواهد کرد.
استار کچر این ایده را بدون پشتوانه مطرح نکرده است. این شرکت پیشتر در مرکز فضایی کندی ناسا نمایشهای زمینی اجرا کرده بود که در آن بیش از یک کیلووات توان نوری به پنلهای خورشیدی تجاری رسانده شد؛ مقداری که تیم آن را معادل تأمین انرژی یک اجاق مایکروویو دانست. در اواخر سال ۲۰۲۵، مأموریتی با نام سکستانت آلفا نرمافزار شناسایی هدف و ردیابی در مدار را آزمایش کرد و راه را برای آزمایش فضایی پروتواستار هموار ساخت.
این سامانه قرار است چگونه کار کند
در قلب رویکرد استار کچر، جمعآورندههای مداری با نام گرههای توان قرار دارند. این گرهها از آرایههایی از عدسیها برای جذب و متمرکز کردن نور خورشید استفاده میکنند، سپس آن انرژی را تبدیل کرده و در قالب پرتوهای نوری باریک بازآرایی میکنند. به گفته شرکت، این پرتوها در صورت تمرکز درست میتوانند در محل گیرنده تابشدهیای همسطح با نور پراکنده خورشید یا چندین برابر بیشتر از آن ایجاد کنند. انرژی به شکل پرتویی شبیه لیزر به سمت ماهواره گیرنده ارسال میشود و آن ماهواره نور ورودی را از طریق آرایههای خورشیدی خود دوباره به برق تبدیل میکند.
اجزای فنی کلیدی
- هدفگیری و ردیابی دقیق برای نگه داشتن پرتو روی هدفی کوچک و بسیار سریع.
- تبدیل نوری کارآمد هم در فرستنده و هم در گیرنده.
- مدیریت حرارتی برای تجهیزاتی که در معرض نور شدید و متمرکز قرار میگیرند.
- دوام بلندمدت اپتیک و قطعات الکترونیکی در محیط خلأ و تابشهای فضایی.
مایکل اسنایدر، همبنیانگذار و مدیر ارشد فناوری استار کچر، گفت: «این مأموریت دادههای عملیاتیای در اختیار ما میگذارد که از آزمایشهای زمینی به دست نمیآید. مشاهده رفتار سامانه زمانی که هر دو سکوی فضایی در حال حرکت هستند، برای طراحی یک شبکه کاربردی پرتودهی توان ضروری است.»
چه چیزهایی میتواند موفق شود و چه موانعی پیش رو است
موفقیت این آزمایش، نخستین اندازهگیریهای مداری را برای گسترش یک خدمت تجاری فراهم میکند که انرژی را بدون تماس فیزیکی به جایی میبرد که به آن نیاز است. ماهوارههایی را تصور کنید که هنگام عملیات حساس، بستههای کوتاه و پرقدرت انرژی دریافت میکنند؛ یا منظومهای از گرههای توان که فضاپیماهای دیگر را شارژ میکنند، عمر ابزارهای علمی را افزایش میدهند و مأموریتهای بلندپروازانهتری را ممکن میسازند.
با این حال، مسیر رسیدن به انتقال بیسیم و روزمره انرژی در فضا کوتاه نیست. هنگام تبدیل فوتونها به برق و سپس بازتبدیل انرژی، تلفات تبدیل همچنان قابل توجه است. وقتی فرستنده و گیرنده هر دو با سرعت هزاران متر بر ثانیه در مدار حرکت میکنند، خطاهای ردیابی انباشته میشود. تجمع گرما و فرسایش قطعات زیر نور متمرکز، چالشهای جدی مهندسی و مواد ایجاد میکند. افزون بر این، هر عرضه تجاری باید با الزامات ایمنی، مقرراتی و قواعد پرهیز از برخورد سازگار باشد.
با این وجود، پرواز پروتواستار میتواند نگاه طراحان مأموریت را به لجستیک انرژی در فضا تغییر دهد. نمایشهای کوچک و هدفمند اغلب مشخص میکنند که یک فناوری صرفاً کنجکاوی علمی است یا بستری برای تحولی گسترده. اگر پروتواستار دادههای کاربردی ارائه دهد، شرکتها و سازمانهای فضایی میتوانند درباره معماریهای پرتودهی توان، استانداردها و اولویتهای سرمایهگذاری با آگاهی بیشتری تصمیم بگیرند.
چشمانداز
پروتواستار قرار نیست یک شبکه برق جهانی در مدار ایجاد کند. اما بررسی خواهد کرد که آیا انتقال نوری با پرتو باریک را میتوان در فاصلههای عملیاتی و سرعتهای نسبی واقعی کنترل و اندازهگیری کرد یا نه. در حال حاضر، این آزمایش گامی متمرکز است: از نمایشهای آزمایشگاهی و آزمونهای کوتاهبرد به سوی روزی که ماهوارهها بتوانند انرژی را به همان روالی که داده مبادله میکنند، با یکدیگر به اشتراک بگذارند. چنین آیندهای ممکن است، اما فقط اگر پروتواستار و تیمهایی که آن را ساختهاند بتوانند با نوری بسیار درخشان، هدفی بسیار کوچک را با دقت نشانه بگیرند.
.avif)
نظر بگذارید
نظرات
هنوز نظری ثبت نشده. اولین نفر باشید.