تبدیل نور خورشید به لیزر با الهام از فتوسنتز باکتریها_اسپایدر
نوشته و ویرایش شده توسط تیم اسپایدر
دانشمندان در پروژه جدیدی به نام «APACE» روشی ابداع کردهاند تا نور خورشید را مستقیم به لیزر تبدیل کنند و از آن در پروژههای فضایی منفعت گیری کنند.
در این فناوری تازه، نور خورشید با تبدیل شدن به پرتوهای لیزر، انتقال نیرو در فواصل زیاد زیاد همانند فاصله بین زمین تا ماهوارهها و یا حتی فضاپیماها را تسهیل میکند. این رویکرد از روشی الهام گرفته که باکتریها و دیگر گیاهان و موجودات انرژی خورشید را با فتوسنتز به انرژی شیمیایی تبدیل میکنند. منفعت گیری مجدد از اجزا و ساختارهای سلولی گیاهان و باکتریها برای تبدیل نور خورشید به پرتو لیزر عنصر کلیدی در این فناوری است.
درصورت پیروزی این فناوری نوآورانه، آژانسهای فضایی میتوانند با هزینه زیاد ناچیز انرژی موردنیاز برای پایگاههای فضایی روی ماه یا حتی مریخ را فراهم کنند. این چنین مسیرهای جدیدی برای انتقال انرژی بیسیم در زمین و از بین بردن مشکلات انرژیهای ناپایدار نیز فراهم میبشود.
پروژه APACE محققانی از بریتانیا، ایتالیا، آلمان و لهستان را گرد هم آورده تا در پیشبرد این فناوری نقش داشته باشند. در این پروژه، دانشمندان ساختارهای سلولی باکتریهای فتوسنتزی را تحول کاربری خواهند داد که نور خورشید را جذب و آن را به انرژی شیمیایی تبدیل میکنند. تیم دانشمندان تصمیم دارد ابتدا این ایده را در شرایط آزمایشگاهی امتحان کند سپس درصورت پیروزی، آن را برای استقرار در فضا نیز آماده کند.
محققان کارشان را با مطالعه ساختارهای سلولی گونه خاصی از باکتریها اغاز کردهاند. این باکتریها برای زندهماندن در شرایط زیاد کمنور تکامل یافتهاند. اینها ساختارهای سلولی خاصی دارند که میتوانند تقریباً هر فوتون نوری را که دریافت میکنند، به کارآمدترین مقدار انرژی ممکن تبدیل کنند.
این تیم با مطالعه این چنین ساختاری، میتواند نسخههای مصنوعی آن را گسترش دهد و این ساختار را هم با نور مصنوعی هم نور خورشید آزمایش کنند تا کارآمدی تبدیل نور به انرژی توسط ابزار ساختهشده بازدید بشود. درصورتیکه این اجزا بهدرستی کار کنند، دانشمندان آن را در سیستمهای بزرگ منفعت گیری میکنند.

برخلاف پنلهای خورشیدی نیمهرسانای معمولی که نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل میکنند، سیستمی که از این باکتریها الهام گرفته است، روی صفحهای از مولکولهای آلی پایدار در فضا ساخته میبشود. تشکیل پایدار نیرو در فضا بدون تکیه بر ابزارهای زمینی که مدام نیاز به نگهداری دارند، پیشرفت بزرگی به حساب میآید. در این پروژه، نهفقط از الگوهای بیولوژیکی منفعت گیری میبشود، بلکه از قابلیتهای زیستی باکتریها در مقیاسهای فضایی منفعت گیری میبشود.
مقصد نهایی این پروژه تشکیل نوع جدیدی از لیزر با انرژی خورشید است. نور خورشید برای فراهم انرژی مستقیم لیزر زیاد ضعیف است اما ساختارهای مولکولی این باکتریها در جمعآوری و هدایت نور خورشید زیاد کارآمد عمل میکند؛ بهطوری که مقدار نور خورشید تحکیم شده و جهت میبشود بتوان بدون اتکا به قطعات الکتریکی، نور خورشید را به پرتو پرتوان لیزر تبدیل کرد.
مسئله مهم این است که باکتریها در فضا میتوانند رشد کنند؛ برای مثال، از طریق آزمایشهای در ایستگاه فضایی بینالمللی. برخی از باکتریها حتی در معرض تابشهای شدید در فضا نیز میتوانند زنده بمانند. اگر این فناوری بهدرستی کار کند، میتوان از آن برای ارسال نیرو به ماهوارهها یا فضاپیماها منفعت گیری کرد.
دانشمندان انتظار دارند اولین مثالهای آزمایشی را تا ۳ سال آینده رونمایی کنند.
دسته بندی مطالب