من غبار القمر إلى طاقة للمستقبل: خلايا شمسية خفيفة ومضادة للإشعاع تُمهد للاستيطان الفضائي
في إنجاز قد يُغيّر مستقبل استكشاف الفضاء، طوّر باحثون خلايا شمسية جديدة مصنوعة من غبار قمري مُحاكى، قادرة على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بكفاءة عالية، وتحمّل ظروف الفضاء القاسية، في خطوة قد تُمهد لإنشاء مستوطنات بشرية دائمة على سطح القمر دون الحاجة لنقل معدات ثقيلة من الأرض.
ووفق موقع Interesting Engineering، أثبت فريق بحثي بقيادة فيليكس لانغ من جامعة بوتسدام الألمانية أن استخدام "زجاج القمر" – وهو زجاج يُصنّع من الريغوليث القمري (الغبار والصخور السطحية على القمر) – يمكن أن يُوفر بديلاً خفيفاً واقتصادياً للزجاج الصناعي المستخدم في الخلايا الشمسية التقليدية، ويُقلّل من كتلة شحن المركبات الفضائية بنسبة 99.4%، ما يُعد مكسباً لوجستياً هائلاً.
قام الفريق بصهر الغبار القمري المحاكى وتحويله إلى زجاج، ثم دمجه مع مادة البيروفسكايت، وهي من أبرز المواد الواعدة في مجال الطاقة الشمسية، ليحصلوا على خلايا قادرة على إنتاج طاقة أعلى بـ100 مرة لكل غرام مقارنة بالخلايا التقليدية، مع مقاومة أفضل للإشعاع، وهي نقطة ضعف رئيسية في الخلايا الحالية.
ويمتاز زجاج القمر بقدرته على مقاومة التعتيم الإشعاعي، ما يسمح له بالحفاظ على أداء ثابت في الفضاء، كما يمكن تصنيعه بسهولة باستخدام الحرارة المركزة من أشعة الشمس، دون الحاجة لعمليات صناعية معقدة أو مذيبات كيميائية يصعب استخدامها في بيئة القمر.
ورغم أن الكفاءة الحالية للتجارب لم تتجاوز 10%، يتوقع الباحثون أن تصل إلى 23% باستخدام أنواع زجاج أكثر شفافية، لتُصبح بذلك منافساً قوياً لتقنيات الأرض. لكن لا تزال هناك تحديات تقنية يجب تجاوزها، مثل تأثير الجاذبية المنخفضة، والتقلبات الحادة في درجات الحرارة، وصعوبة تطبيق بعض خطوات التصنيع في الفراغ القمري.
ويعتزم الفريق إرسال نموذج أولي إلى القمر لاختبار أدائه في بيئة واقعية، في خطوة يأملون أن تُمهّد الطريق لتوفير الطاقة اللازمة لمهام استكشاف طويلة الأمد أو حتى مساكن مستقبلية على سطح القمر تعتمد بالكامل على مواد محلية.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
أخبارنا
منذ 5 أيام
- أخبارنا
بلورة ذكية تتغير لونًا لرصد الملوثات: ابتكار ياباني يمهّد لمستشعرات بيئية جديدة
طوّر علماء من معهد شيبورا للتكنولوجيا (SIT) في اليابان بلورة ذكية قادرة على الكشف الفوري عن الملوثات من خلال تغيّر لونها لحظة ملامسة المادة الملوثة، في خطوة واعدة نحو تطوير مستشعرات بيئية منخفضة التكلفة وعالية الفعالية. ووفق ما نقله موقع Interesting Engineering، قام الباحثون بتصميم جزيء جديد يُدعى "مشتق البيرازيناسين"، لديه القدرة على رصد مادة النفثالين، وهي ملوث شائع في الهواء والماء. وتتميّز البلورة بتغيّر لونها من الأزرق المُخضّر إلى الأحمر البنفسجي عند تعرضها لهذا المركب، في تحول لوني واضح وقابل للعكس. الميزة اللافتة في الابتكار أن البلورة تعود إلى لونها الأصلي بعد إزالة الملوّث، ويمكن إعادة استخدامها عدة مرات، مما يجعلها مناسبة لأغراض الاستشعار البيئي والمراقبة المستمرة. وأوضح فريق البحث أن هذا التغيّر اللوني يتم بفعل نقل الشحنة، وهي حركة للإلكترونات تحدث داخل الجزيء نفسه أو بين جزيئات مختلفة، وقد تمكن الباحثون من دمج هذين النوعين في مادة واحدة للمرة الأولى. عند تعرض البلورة لمادة النفثالين، تتكوّن بلورة جديدة بنسبة 1:1، ما يؤدي إلى نقل الإلكترونات من النفثالين إلى البلورة، مسببة تحوّلاً في اللون. ويمكن استعادة اللون الأصلي عبر تسخين البلورة إلى 180 درجة مئوية، ما يطرد الجزيئات الملوثة ويُعيد حالتها الأصلية. أوضح الباحث كازوشي ناكادا، قائد الدراسة، أن الجزيء المصمم قادر على رصد كميات ضئيلة للغاية من الملوثات، حتى في بيئات معقدة مثل المياه العذبة أو المالحة. ويرى الفريق أن هذه البلورة قد تُستخدم للكشف عن التلوث في الأنهار، المحيطات، أو الهواء، دون الحاجة لأجهزة استشعار إلكترونية متقدمة.
أخبارنا
٠٩-٠٤-٢٠٢٥
- أخبارنا
أمريكا تطور "القبة الذهبية": مبادرة دفاع صاروخي فضائي لتعزيز الأمن العالمي
في خطوة تهدف إلى إعادة تعريف مفهوم الدفاع الصاروخي، أطلقت وكالة الدفاع الصاروخي الأمريكية (MDA) مبادرة صناعية جديدة لتعزيز مشروعها الطموح المعروف باسم "نظام الاعتراض الفضائي" (SBI) أو "القبة الذهبية"، في إطار رؤية طرحها الرئيس دونالد ترامب في يناير الماضي بشأن الدفاع من الفضاء. ووفقاً لتقرير نشره موقع Interesting Engineering، فإن النظام الجديد يركّز على تحييد التهديدات الصاروخية من الفضاء، بما في ذلك الصواريخ الباليستية، والصواريخ الأسرع من الصوت، وحتى النووية، متجاوزاً بذلك نطاق الدفاع التقليدي الذي كان يقتصر على اعتراض الصواريخ من الأرض. وقد أُعلن عن المبادرة رسمياً في 4 أبريل الجاري، تحت عنوان: "مبادرة الصناعة من SBI لدعم الجيل القادم من الدفاع الصاروخي التابع لوكالة الدفاع الصاروخي والقبة الذهبية لأمريكا"، حيث تسعى الوكالة للحصول على حلول مبتكرة من الشركات الصناعية لتصميم مكونات النظام مثل محركات الاعتراض، أنظمة الدفع، الأقمار الصناعية، أجهزة الاستشعار، والموجّهات الذكية. ومن المقرر أن تُنظم فعالية موسعة بعنوان "مشاركة صناعة SBI" بين 30 أبريل و2 مايو 2025، في مجمع فون براون في ترسانة ريدستون بهانتسفيل، ألاباما، بالشراكة مع قوة الفضاء الأمريكية، بهدف جذب شركات دفاعية تقليدية وغير تقليدية لعرض قدراتها التقنية.
أخبارنا
٠٥-٠٤-٢٠٢٥
- أخبارنا
من غبار القمر إلى طاقة للمستقبل: خلايا شمسية خفيفة ومضادة للإشعاع تُمهد للاستيطان الفضائي
في إنجاز قد يُغيّر مستقبل استكشاف الفضاء، طوّر باحثون خلايا شمسية جديدة مصنوعة من غبار قمري مُحاكى، قادرة على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بكفاءة عالية، وتحمّل ظروف الفضاء القاسية، في خطوة قد تُمهد لإنشاء مستوطنات بشرية دائمة على سطح القمر دون الحاجة لنقل معدات ثقيلة من الأرض. ووفق موقع Interesting Engineering، أثبت فريق بحثي بقيادة فيليكس لانغ من جامعة بوتسدام الألمانية أن استخدام "زجاج القمر" – وهو زجاج يُصنّع من الريغوليث القمري (الغبار والصخور السطحية على القمر) – يمكن أن يُوفر بديلاً خفيفاً واقتصادياً للزجاج الصناعي المستخدم في الخلايا الشمسية التقليدية، ويُقلّل من كتلة شحن المركبات الفضائية بنسبة 99.4%، ما يُعد مكسباً لوجستياً هائلاً. قام الفريق بصهر الغبار القمري المحاكى وتحويله إلى زجاج، ثم دمجه مع مادة البيروفسكايت، وهي من أبرز المواد الواعدة في مجال الطاقة الشمسية، ليحصلوا على خلايا قادرة على إنتاج طاقة أعلى بـ100 مرة لكل غرام مقارنة بالخلايا التقليدية، مع مقاومة أفضل للإشعاع، وهي نقطة ضعف رئيسية في الخلايا الحالية. ويمتاز زجاج القمر بقدرته على مقاومة التعتيم الإشعاعي، ما يسمح له بالحفاظ على أداء ثابت في الفضاء، كما يمكن تصنيعه بسهولة باستخدام الحرارة المركزة من أشعة الشمس، دون الحاجة لعمليات صناعية معقدة أو مذيبات كيميائية يصعب استخدامها في بيئة القمر. ورغم أن الكفاءة الحالية للتجارب لم تتجاوز 10%، يتوقع الباحثون أن تصل إلى 23% باستخدام أنواع زجاج أكثر شفافية، لتُصبح بذلك منافساً قوياً لتقنيات الأرض. لكن لا تزال هناك تحديات تقنية يجب تجاوزها، مثل تأثير الجاذبية المنخفضة، والتقلبات الحادة في درجات الحرارة، وصعوبة تطبيق بعض خطوات التصنيع في الفراغ القمري. ويعتزم الفريق إرسال نموذج أولي إلى القمر لاختبار أدائه في بيئة واقعية، في خطوة يأملون أن تُمهّد الطريق لتوفير الطاقة اللازمة لمهام استكشاف طويلة الأمد أو حتى مساكن مستقبلية على سطح القمر تعتمد بالكامل على مواد محلية.
