اصبحت السيارات العاملة بالهيدروجين النقي حلما قريب المنال، حيث تبدو المشكلة الرئيسية للانتاج المكلف للهيدروجين في طريقها الى الحل. وينتج الهيدروجين بفصله عن الماء باستخدام القوة الكهربائية التي تولدها محطات الطاقة. وقد اعلن فريق من العلماء اليابانيين عن التوصل الى طريقة جديدة لاداء هذه المهمة باستخدام قمر صناعي يقوم بتحويل الطاقة الشمسية الى اشعة ليزرية شديدة القوة قادرة على تفجير جزيئات الماء الى عناصره الاولية.
* محطة فضاء ليزرية
* قامت وكالة الفضاء الوطنية اليابانية للتطوير NASDA بتنسيق جهودها مع معهد تكنولوجيا الليزر لاختبار امكانية ملائمة بناء قاعدة فضائية لهذا الغرض، وجرى اختيار عام 2020 لتحقيق الهدف. وتعتمد الخطة على بناء سلسلة من المرايا والعدسات داخل قمر صناعي يحلق في اعالي الفضاء لتجميع الطاقة الشمسية وتركيزها، ليقوم بعدها نظام بصري آخر يعرف بالمضخة الشمسية (Solar Pump) بتحويل الضوء المتجمع هذا الى شعاع ليزري شديد القوة. ويوجه الشعاع الناتج الى مفاعل على سطح الارض يحتوي على اجزاء من ثاني اوكسيد التيتانيوم عالقة داخل الماء، لتعمل كعامل مساعد للطاقة الضوئية القادمة من القمر الصناعي، في فصل جزيئة الماء الى هيدروجين واوكسجين. وبهذه الطريقة المستحدثة يمكن تجميع الهيدروجين النقي لاستخدامه في تشغيل خلايا الوقود العاملة به.
وتعود أسباب اختيار الفضاء الخارجي لهذه الغاية، الى ان محطات الضخ الشمسية على سطح الارض غير قادرة على تجـميـع طاقة كافية من اشعة الشمس وتحويلها الى اشعة ليزرية قوية، فالغيوم والرطوبة في اعالي الجو تعيق ذلك لأنها تعترض طريق اشعة الشمس وتفقدها الكثير من طاقتها. لكن شعاع الليزر المنتج في الفضاء لا تواجهه مثل هذه المشاكل. وصرح الفريق الياباني العامل على المشروع بان نظامهم المستحدث سيعمل بكفاءة تعتبر جيدة في هذا المجال وتقدر بحدود 30%، نتيجة لضياع قسم من الطاقة اثناء عملية تحويل ضياء الشمس الى اشعة ليزر، اضافة الى فقدان قسم آخر من الطاقة الناتجة لدى رحلة العودة لأشعة الليزر الى الارض، خاصة عند اختراقها اجواء ملبدة بالغيوم والرطوبة.
* محطات طاقة عائمة
* ويقول الباحثون ان باستطاعتهم التغلب على هذه الصعاب وزيادة الكفاءة لقدرة نظامهم بتوجيه محطات تجميع الطاقة الى اماكن بعيدة عن الغيوم أو المساحات الملوثة. واوضح ماسا هيرو موري من وكالة NASDA بأن الافكار المطروحة تتجه الى بناء مصنع لأنتاج الطاقة الهيدروجينية هذه على جزيرة صناعية عائمة مصنوعة من الحديد تعرف بـ«العوامة العملاقة» Megafloat ترسو قرب الجزر اليابانية ذات السماء الصافية لتستخدم ماء البحر كمادة أولية لإنتاج الهيدروجين.
ويرى موري ان المشروع سيتمكن من توجيه عدة حزم لأشعة ليزرية من قمر صناعي واحد بطاقة مجتمعة تقدر بـ10 ميغاواط. وتشير تقديراته الى ان هذا الاسلوب في انتاج الطاقة سيولد وقودا بكلفة رخيصة جدا.
وكانت اهتمامات الباحثين في البداية تنصب على ايجاد الطرق المناسبة لانتاج شعاع الليزر ثم اعادة توجيهه الى الارض بوسائل يمكن التحكم بها. وتأمل NASDA ومعهد تكنولوجيا الليزر في اجراء الاختبارات الاولية لهذا المشروع بإطلاق قمر صناعي تجريبي عام 2010 تليه النماذج العملية عام .2020 ويعتقد خبراء فضاء أميركيون ان هذا المشروع بحاجة الى المزيد من الاعمال الفنية لكي يصبح أكثر عملية في تحقيق هدفه.
=