أحدث الأخبار مع #فيليكسلانغ
جو 24
٠٨-٠٤-٢٠٢٥
- علوم
- جو 24
العلماء يؤكدون إمكانية تصنيع ألواح شمسية من الغبار القمري
جو 24 : قد تحصل القواعد القمرية المستقبلية على الطاقة من الألواح الشمسية المصنوعة محليا من غبار القمر المنصهر. وتعتبر تلك العملية أقل تكلفة من نقل تلك الألواح من الأرض. وقام مختبر الإلكترونيات المقاومة للإشعاع بأشباه الموصلات المرنة تحت إشراف الفيزيائي فيليكس لانغ من جامعة "بوتسدام" بتصميم واختبار عدة خلايا شمسية تحتوي على غبار القمر. ومكونها الرئيسي بلورة تسمى هاليد البيروفسكايت وتحتوي على عناصر كيميائية مثل الرصاص والبروم واليود، بالإضافة إلى جزيئات طويلة من الكربون والهيدروجين والنيتروجين. وقد نشر العلماء نتائج تجاربهم في مجلة "ديفايس". وقام الباحثون بصهر نظير اصطناعي للريغوليث القمري، وهو الطبقة الصخرية والغبارية التي تغطي سطح القمر وتحوّله إلى "زجاج قمري"، ثم دمجوه مع مادة (البيروفسكايت) لإنتاج خلية شمسية. ولم يتم تنقية الريغوليث، لذا كان "الزجاج القمري" معتما إلى درجة ما. ومع ذلك، تم تحقيق كفاءة تصل إلى 12٪ في أفضل النماذج الأولية. وتصل كفاءة الخلايا الشمسية العادية من البيروفسكايت إلى حوالي 26٪. لكنفيليكس لانغ واثق، بناء على نتائج النمذجة الحاسوبية، من أن هذا الرقم القياسي يمكن تحطيمه. وبشكل عام، أجمع الباحثون على أن الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت ستتفوق على نظيراتها المصنوعة من السيليكون سواء في الفضاء أو على الأرض. ومن وجهة نظر المهمات القمرية، فإن مواد البيروفسكايت لها مستقبل لأنها يمكن أن تكون رقيقة جدا، مما يقلل من وزن الحمولة المنقولة إلى القمر. وفقا لتقديرات الفريق البحثي، فإن الخلية الشمسية بمساحة 400 متر مربع ستحتاج إلى حوالي كيلوغرام واحد من البيروفسكايت فقط. وقال الباحثون إن عدم الحاجة إلى تنقية الريغوليث يبسط الإنتاج إلى أقصى حد. وفي الواقع، يكفي للصهر وجود مرآة مقعرة كبيرة وضوء الشمس. وقال لانغ إن أحد زملائه قد تأكد من ذلك بالفعل من خلال إجراء تجربة في "ظروف ميدانية"، أي على سطح جامعة "بوتسدام" حيث انصهر الريغوليث تحت تأثير أشعة الشمس المركزة. وقال البروفيسور إيان كروفورد من جامعة "بيركبيك" في لندن:" إذا نجحت هذه التكنولوجيا، فيمكن استخدامها لإنتاج مكونات أخرى ضرورية للقاعدة القمرية، مثل البلاط. وأضاف العالم الجيوكيميائي مايكل ديوك من معهد القمر والكواكب قائلا:" سيحتاج تصنيع الخلايا الشمسية من الزجاج القمري إلى العديد من التحسينات التكنولوجية، ولكن في المستقبل يمكن تنظيم إنتاج المكونات الفضائية على القمر، حيث إن إطلاقه على القمر أسهل من تحقيقه على الأرض. ويعمل فيليكس لانغ وزملاؤه حاليا على تطوير كفاءة خلاياهم الشمسية. وعلى سبيل المثال، يدرسون ما إذا كان يمكن تحسين جودة الزجاج القمري عن طريق إزالة الحديد من الريغوليث باستخدام المغناطيس قبل الصهر. ويريدون كذلك توسيع هذه العملية لتشمل الأجرام السماوية الأخرى الغنية بالغبار. المصدر: تاس تابعو الأردن 24 على
الأنباء العراقية
٠٨-٠٤-٢٠٢٥
- علوم
- الأنباء العراقية
العلماء يؤكدون إمكانية تصنيع ألواح شمسية من الغبار القمري
متابعة - واع قد تحصل القواعد القمرية المستقبلية على الطاقة من الألواح الشمسية المصنوعة محليا من غبار القمر المنصهر، وتعتبر تلك العملية أقل تكلفة من نقل تلك الألواح من الأرض. وقام مختبر الإلكترونيات المقاومة للإشعاع بأشباه الموصلات المرنة تحت إشراف الفيزيائي فيليكس لانغ من جامعة "بوتسدام" بتصميم واختبار عدة خلايا شمسية تحتوي على غبار القمر، ومكونها الرئيسي بلورة تسمى هاليد البيروفسكايت وتحتوي على عناصر كيميائية مثل الرصاص والبروم واليود، بالإضافة إلى جزيئات طويلة من الكربون والهيدروجين والنيتروجين، وقد نشر العلماء نتائج تجاربهم في مجلة "ديفايس". وقام الباحثون بصهر نظير اصطناعي للريغوليث القمري، وهو الطبقة الصخرية والغبارية التي تغطي سطح القمر وتحوّله إلى "زجاج قمري"، ثم دمجوه مع مادة (البيروفسكايت) لإنتاج خلية شمسية، ولم يتم تنقية الريغوليث، لذا كان "الزجاج القمري" معتما إلى درجة ما، ومع ذلك، تم تحقيق كفاءة تصل إلى 12٪ في أفضل النماذج الأولية، وتصل كفاءة الخلايا الشمسية العادية من البيروفسكايت إلى حوالي 26٪. لكن فيليكس لانغ واثق، بناء على نتائج النمذجة الحاسوبية، من أن هذا الرقم القياسي يمكن تحطيمه. وبشكل عام، أجمع الباحثون على أن الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت ستتفوق على نظيراتها المصنوعة من السيليكون سواء في الفضاء أو على الأرض. ومن وجهة نظر المهمات القمرية، فإن مواد البيروفسكايت لها مستقبل لأنها يمكن أن تكون رقيقة جدا، مما يقلل من وزن الحمولة المنقولة إلى القمر، وفقا لتقديرات الفريق البحثي، فإن الخلية الشمسية بمساحة 400 متر مربع ستحتاج إلى حوالي كيلوغرام واحد من البيروفسكايت فقط. وقال الباحثون إن عدم الحاجة إلى تنقية الريغوليث يبسط الإنتاج إلى أقصى حد. وفي الواقع، يكفي للصهر وجود مرآة مقعرة كبيرة وضوء الشمس. وقال لانغ إن أحد زملائه قد تأكد من ذلك بالفعل من خلال إجراء تجربة في "ظروف ميدانية"، أي على سطح جامعة "بوتسدام" حيث انصهر الريغوليث تحت تأثير أشعة الشمس المركزة. وقال البروفيسور إيان كروفورد من جامعة "بيركبيك" في لندن:" إذا نجحت هذه التكنولوجيا، فيمكن استخدامها لإنتاج مكونات أخرى ضرورية للقاعدة القمرية، مثل البلاط. وأضاف العالم الجيوكيميائي مايكل ديوك من معهد القمر والكواكب قائلا:" سيحتاج تصنيع الخلايا الشمسية من الزجاج القمري إلى العديد من التحسينات التكنولوجية، ولكن في المستقبل يمكن تنظيم إنتاج المكونات الفضائية على القمر، حيث إن إطلاقه على القمر أسهل من تحقيقه على الأرض. ويعمل فيليكس لانغ وزملاؤه حاليا على تطوير كفاءة خلاياهم الشمسية. وعلى سبيل المثال، يدرسون ما إذا كان يمكن تحسين جودة الزجاج القمري عن طريق إزالة الحديد من الريغوليث باستخدام المغناطيس قبل الصهر، ويريدون كذلك توسيع هذه العملية لتشمل الأجرام السماوية الأخرى الغنية بالغبار.
أخبارنا
٠٥-٠٤-٢٠٢٥
- علوم
- 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.
