توسعه لیزر‌های الهام گرفته از طبیعت برای تامین انرژی پایدار برای ماموریت‌های فضایی

به گزارش مجله خبری نگار، این فناوری از روشی که گیاهان و باکتری‌ها نور را از طریق فتوسنتز به انرژی شیمیایی تبدیل می‌کنند، الهام گرفته شده است.

هدف استفاده مجدد از آنتن‌های برداشت نور از انواع خاصی از فوتوباکتری‌ها برای "تقویت کننده" انرژی از نور خورشید و تبدیل آن به لیزر‌هایی است که می‌توانند آن انرژی را از طریق فضا منتقل کنند.

دانشمندان امیدوارند که استفاده از مواد آلی به جای اجزای مصنوعی "فاسد شدنی" به این معنی است که لیزر‌ها می‌توانند به طور موثر در فضا بازسازی شوند، به این معنی که می‌توان آنها را بدون نیاز به ارسال اجزای جدید از زمین در حال کار نگه داشت.

برخلاف پنل‌های خورشیدی نیمه هادی سنتی که نور خورشید را به برق تبدیل می‌کنند، این فرآیند به هیچ قطعه الکترونیکی متکی نخواهد بود.

این پروژه که APACE نام دارد، ابتدا به توسعه این فناوری در شرایط آزمایشگاهی، قبل از آزمایش و بهبود مناسب بودن آن برای استفاده در فضا می‌پردازد.

دانشمندان می‌گویند که در صورت موفقیت، می‌تواند توسط آژانس‌های فضایی جهانی برای اکتشافات فضایی، از جمله پایگاه‌های ماه یا ماموریت‌های مریخ، و همچنین ارائه راه جدیدی برای استقرار انرژی پاک و بی سیم بر روی زمین، مورد استفاده قرار گیرد.

پروفسور اریک گوگر، از موسسه فوتونیک و علوم کوانتومی در هریوت وات، مستقر در ادینبورگ، اسکاتلند، گفت که این فناوری می‌تواند "پیشرفتی در انرژی فضایی" باشد. تولید انرژی پایدار در فضا، بدون تکیه بر اجزای فاسد شدنی ارسال شده از زمین، یک چالش بزرگ است.

"پروژه APACE ما با هدف ایجاد نوع جدیدی از لیزر با انرژی خورشید است. "

او توضیح می‌دهد: "نور معمولی خورشید معمولا برای کار مستقیم لیزر بسیار ضعیف است، اما این باکتری‌های خاص در جمع آوری و هدایت نور خورشید از طریق ساختار‌های پیچیده برداشت نور که می‌توانند به طور موثر جریان انرژی را چندین برابر حجم از نور خورشید به مرکز واکنش تقویت کنند، فوق العاده موثر هستند. پروژه ما از این سطح تقویت برای تبدیل نور خورشید به پرتو لیزر بدون تکیه بر اجزای الکتریکی استفاده خواهد کرد.

اگر فناوری جدید ما بتواند در ایستگاه‌های فضایی ساخته شود و مورد استفاده قرار گیرد، می‌تواند به تولید برق محلی کمک کند و حتی راه‌هایی برای ارسال برق به ماهواره‌ها یا زمین با استفاده از لیزر‌های مادون قرمز ارائه دهد.

تیم تحقیقاتی شروع به استخراج و مطالعه مکانیسم برداشت نور طبیعی از باکتری‌هایی می‌کند که برای زنده ماندن در شرایط نور بسیار کم تکامل یافته‌اند.

این باکتری‌ها دارای ساختار‌های آنتن مولکولی بسیار تخصصی هستند که می‌توانند تقریبا هر فوتون نوری را که دریافت می‌کنند جذب و هدایت کنند و آنها را به کارآمدترین جمع کننده خورشیدی در طبیعت تبدیل می‌کند.

دانشمندان همچنین نسخه‌های مصنوعی این ساختار‌ها و مواد لیزری جدیدی را توسعه خواهند داد که می‌توانند با برداشت نور طبیعی و مصنوعی کار کنند.

سپس دانشمندان قصد دارند این اجزا را در نوع جدیدی از مواد لیزری ادغام کرده و آنها را در سیستم‌های بزرگتر آزمایش کنند.

انتظار می‌رود نمونه اولیه این فناوری جدید ظرف سه سال آماده آزمایش شود.

منبع: ایندیپندنت