ناسا آرایه‌های بزرگ خورشیدی روی سطح ماه مستقر خواهد کرد

امیر نیک‌رو

۶ فروردین ۱۴۰۰ | ۲۲:۰۰ ۷ فروردین ۱۴۰۰ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۳ دقیقه

طرحی گرافیکی از استقرار عمودی آرایه‌های خورشیدی در سطح ماه

ناسا قصد دارد با کمک شرکای تجاری، آرایه‌های بزرگ خورشیدی قابل استفاده به صورت عمودی را در سطح ماه مستقر سازد تا بتواند انرژی مورد نیاز برای حضور پایدار انسانی در تنها قمر زمین را فراهم کند.

در حالی که برنامه‌ی آرتمیس ناسا برای بازگرداندن فضانوردان به ماه دنبال می‌شود، اما این آژانس همچنین برنامه‌هایی طولانی‌مدت برای حضور پایدار انسانی در قطب جنوب ماه دارد.

برنامه‌هایی که نیازمند یک شکل پایدار و قابل اعتماد از انرژی برای پشتیبانی از زیستگاه‌های ماه، ماه‌نوردان و سیستم‌های ساختمانی پیچیده هم در مأموریت‌های سرنشین‌دار و هم در مأموریت‌های رباتیک هستند.

۵ همکار تجاری

برای این کار، آژانس فضایی آمریکا پنج شرکت را انتخاب کرده تا طرح‌های خود را در زمینه‌ی فناوری‌های آرایه‌های خورشیدی با قابلیت استقرار خودکار تا ارتفاع ۱۰ متر و جمع شدن در صورت نیاز، ارائه دهند.

«نیکی ورخایزر» (Niki Werkheiser) مدیر تکامل فناوری اداره‌ی مأموریت فناوری‌های فضایی ناسا گفت: «ما از دریافت پیشنهادها بسیار هیجان‌زده شدیم و قطعا این هیجان با دیدن طرح‌هایی که از تلاش اولیه ناشی می‌شوند، بیشتر هم می‌شود. داشتن منابع انرژی قابل اطمینان در ماه برای تقریبا همه‌ی کارهایی که در آن انجام می‌شود، ضروری است.»

او افزود: «با همکاری ۵ شرکت مختلف برای طراحی نمونه اولیه‌ی این سیستم‌ها، به شکل مؤثری ریسک موجود در توسعه‌ی چنین فناوری‌های پیشرفته‌ای را کاهش می‌دهیم.»

پنج شرکتی که ناسا انتخاب کرده است، عبارتند از: «لاکهید مارتین» (Lockheed Martin)، «سامانه‌های فضایی ای‌تی‌کی» (ATK Space Systems) متعلق به «نورثروپ گرامن» (Northrup Grumman)، «هانی‌بی رباتیکس» (Honeybee Robotics)، «سامانه‌های فضایی لورال» (Space Systems Loral) متعلق به «مکسار تکنولوژی» (Maxar Technologies) و «استروباتیک تکنولوژی» (Astrobotic Technology).

ناسا اسامی شرکت‌های همکار در برنامه‌ی سفر به ماه را اعلام کرد

چالش‌های استقرار آرایه‌های خورشیدی در ماه

اما طراحی و نصب سلول‌های خورشیدی در ماه چالش‌های زیادی دارد. آرایه‌ی خورشیدی باید در زمین‌های شیب‌دار ثبات خود را حفظ کنند و همچنین در برابر گرد و غبار ماه مقاوم باشند. علاوه بر این هم حجم مجموعه‌ی جمع‌شده و هم جرم (و وزن) آن باید پایین باشد تا جابه‌جایی آسان آن‌ها به ماه ممکن باشد.

ناسا در مجموع قراردادی ۷۰۰ هزار دلاری با این ۵ شرکت بسته است و پس از پایان مهلت ۱۲ ماهه شرکت‌ها باید طراحی سیستم‌ها، تجزیه و تحلیل‌ها و داده‌های خود را ارائه دهند. سپس ناسا حداکثر دو شرکت را برای تأمین اعتبار بیشتر انتخاب می‌کند و حداکثر ۷.۵ میلیون دلار دیگر برای ساخت نمونه‌های اولیه و انجام آزمایش‌های زیست‌محیطی در اختیار آن‌ها قرار می‌دهد. بنابراین اگر همه چیز خوب پیش برود، سیستم نهایی آرایه‌های خورشیدی در اواخر دهه‌ی ۲۰۲۰ میلادی روی سطح ماه مستقر خواهد شد.

عکسی از دهانه‌ی تیکو در ماه؛ سایه‌ی عوارض ماه می‌تواند مانع رسیدن نور به آرایه‌های خورشیدی افقی شود.
Credit: NASA/Goddard Space Flight Center/Arizona State University

این آرایه‌های خورشیدی باید به شکل عمودی در ماه مستقر شوند. آرایه‌های خورشیدی امروزی و سازه‌هایی که برای استقرار آن‌ها در فضا وجود دارد، برای فعالیت در ریزگرانش یا سطوح افقی ساخته شده‌اند اما از آن‌جا که در قطب جنوب ماه، خورشید ارتفاع زیادی در آسمان ندارد، این استقرار عمودی است که آرایه را رو به خورشید حفظ خواهد کرد. از سوی دیگر فراوانی عوارض سنگی مانند تپه‌ها و دامنه‌ها هم در ماه می‌تواند سایه‌های تاریکی را روی سطح ایجاد کند که در صورت افقی بودن آرایه‌های خورشیدی مانع رسیدن نور به آن‌ها می‌شود.

«چاک تیلور» (Chuck Taylor) سرپرست ارشد توسعه‌ی آرایه‌های خورشیدی عمودی در مرکز تحقیقاتی لانگلی ناسا گفت: «این طراحی‌های آرایه‌های خورشیدی می‌تواند حتی در مناطقی که سایه‌ی عوارض سطحی روی آن قرار گرفته، به تولید انرژی پیوسته برای زیستگاه‌ها و عملیات برنامه‌ی آرتمیس در ماه کمک کند.»

تأثیر تحقیقات بر فناوری در زمین

به گفته‌ی او پیگیری و طراحی آرایه‌های خورشیدی کارآمدتر، علاوه بر ماه، موجب کاربردهای احتمالی تازه‌ای روی زمین هم می‌شود. برای نمونه صاحبان کسب‌وکارها و مالکان خانه‌های خصوصی می‌توانند کارایی آرایه‌های خورشیدی روی پشت بام را که گاهی زیر سایه‌ی درختان و ساختمان‌های بلند قرار می‌گیرد، افزایش دهند.

به تدریج که برنامه‌ی آرتمیس ناسا پیش می‌رود، ساختار آن هم در حال گسترش است و همکاری با شرکای بیشتری از اسپیس‌ایکس را دربر می‌گیرد. با وجود شرکای قدیمی مانند لاکهید مارتین و نورثروپ گرامن که به طور بالقوه تجهیزات خورشیدی حیاتی اختصاصی را برای استفاده در ماه تولید می‌کنند، عصر تجاری‌سازی فضا تازه آغاز شده است.