على مقربة من منطقة موريارتي في ولاية نيو مكسيكو في أميركا، تقع وإلى جوار مطار الطائرات الشراعية، الحظيرة رقم 76، التي هي مقر شركة «تيتان إيروسبايس». وفي هذا المكتب والورشة معا، يعمل المهندسون على تطوير «سولارا» (Solara)، وهو مشروع لإنتاج سلسلة من الطائرات الشمسية الروبوتية القادرة على البقاء في الجو لسنوات في التحليق الواحد.
وستجهز الطائرة الأولى من سلسلة «سولارا»، وهي «سولارا 50»، بنحو 3000 خلية ضوئية، التي ستغطي 50 مترا من امتداد الجناحين، أي بطول مسبح أولمبي. ومن المقرر أن تحمل الطائرة حمولة صغيرة إلى ارتفاعات تصل إلى 20 كيلومترا من الأجواء العليا للأرض، حيث الهواء هادئ غير عاصف.
* أقمار جوية وتدعى طائرات «سولارس» وأمثالها أحيانا بالأقمار الصناعية الجوية، نظرا إلى كونها قادرة على أداء أعمال كثيرة تقوم بها عادة، بما في ذلك خدمات النطاق العريض، والتقاط الصور من الأعالي. والطائرات هذه خلافا للأقمار الصناعية حول مدارات الأرض، يمكن استرجاعها وتحديثها وإعادة استخدامها. ونظرا لإمكانية شرائها وتشغيلها بتكلفة جزء من تكلفة الأقمار الصناعية، فإنها قادرة على القيام بمهام أخرى، كمراقبة حدود البلاد، ورصد حالة طبقة الأزون، وتوسيع مدى التغطية للهواتف الجوالة. وستكون طائرة «سولارا 50» المنتج التجاري الأول التي ستؤمن مثل هذه الخدمات.
ويقول فيرن رابيرن، الرئيس التنفيذي لشركة «تيتان» في حديث لمجلة المهندسين الكهربائيين الأميركية: «إن محاولة العثور على زبائن لبيعهم مثل هذه الطائرة ليست مشكلة بتاتا بالنسبة إلينا». وهو يتوقع قيام المهندسين باختبار النماذج الكاملة الحجم للطائرة، وإخضاعها للتحليق في وقت لاحق من العام الحالي، وإذا ما أنجزت ذلك بنجاح من دون أي عراقيل، فستطرح الطائرة للبيع في عام 2015.
و«تيتان» ليست الشركة الأولى التي تملك مثل هذه الطموحات، ففي عام 1974 قام المهندسون في «أسترو فلايت» التي تنتج نماذج صغيرة للطائرات في أيرفين في ولاية كاليفورنيا، بتوجيه أول طائرة شمسية روبوتية فوق بحيرة جافة. وفي الثمانينات من القرن الماضي، قامت شركة «إيرو فايرونمنت» التي مقرها حاليا في مونروفيا بكاليفورنيا، بحيازة لقب أول تحليق جوي بطائرة شمسية يقودها طيار عبر القنال الإنجليزي.
* رحلات طويلة وعن طريق التمويل من وكالة «ناسا»، تمكنت الشركة من دفع الطائرات الشمسية من دون طيار إلى ارتفاعات أعلى وأعلى، لتصل إلى بلوغ تحليق مدته 40 دقيقة على ارتفاع 29 كيلومترا عام 2001. وفي عام 2010 أثبتت شركة الدفاع البريطانية «كينيتي كيو» إمكانية القيام بالرحلات الجوية الطويلة، عن طريق إبقاء الطائرة «زفيار» التي تطلق باليد في الجو لمدة أسبوعين على التوالي.
ومع ذلك لا تستطيع أي شركة أن تسوق تجاريا أي نظام يعول عليها لوجود عقبات كثيرة مثل الخلايا الضوئية غير الكفؤة، وسعة البطارية المحدودة، وهشاشة هياكل الطائرات الخفيفة الوزن جدا، التي كانت تتحطم بسهولة أثناء صعودها نحو طبقات الجو السفلى المضطربة عادة «فإذا ما راقبت تاريخ هذه التصاميم سنلاحظ أن جميعها تحطمت، نظرا لأنها حلقت عبر القليل من التقلبات الجوية»، كما يقول كيفن جونز، مهندس العلوم الجوية والفضائية في كلية الدراسات البحرية العليا التابعة للأسطول الأميركي في مونتري في كاليفورنيا.
لكن رابيرن يقول إن أساسيات مثل هذه التقنيات قد نضجت حاليا بما فيها الكفاية، لتسمح بوصول مثل هذه الطائرات إلى الأسواق، فكفاءة الخلايا الشمسية على سبيل المثال قد ارتفعت من 10 في المائة في السبعينات من القرن الماضي، إلى 40 في المائة اليوم. كذلك تمكنت تقنية تصميم البطاريات من تحقيق تقدم مشابه، بحيث أمكنها تخزين المزيد من وحدات الطاقة (جول) في الغرام الواحد من الوزن. كما أن مركبات الألياف الكاربونية المصنعة أضحت توفر المزيد من متانة الهياكل القوية التي تدوم طويلا. «إنها مثال كلاسيكي لاحتشاد التقنيات سوية»، كما يقول.
ويوافق جونز على هذا القول ويضيف، أنه بات بالإمكان تحقيق رحلات تدوم أشهرا، بيد أنه لا يؤمل قريبا تنفيذ الرحلات الأطول، فحتى أفضل البطاريات يمكن إعادة شحنها مرات قليلة فقط، قبل أن تفقد قدرتها على احتجاز أكثر من شحنة بسيطة تكفي لليلة واحدة فقط.
وقد تشكل بطاريات الليثيوم تحديا مهما، كما يقول، لكنها تحصر طول الرحلات لمدة ستة أشهر فقط. لكن بعض الباحثين يقولون إن استخدام خلايا الوقود قد تطيل أمد هذه الرحلات إلى سنوات كثيرة.
* 50 عاما من «التحليق الشمسي» حلقت أولى الطائرات الشمسية أول مرة قبل 40 سنة ومنها:
* «صنرايز 1» Sunrise I ومواصفاتها كما يلي:
- أول طائرة في العالم تعمل بالطاقة الشمسية - الشركة الصانعة: «أسترو فلايت» - تاريخ التحليق 1974 - مكان التحليق: فورت أيروين، ولاية كاليفورنيا - ارتفاع التحليق: 100 متر - فترة التحليق: 20 دقيقة - النتيجة: تحطم الطائرة بعاصفة رملية
* غوسمير بينغوين (Gossamer Penguin) ومواصفاتها كما يلي:
- أول طائرة شمسية بطيار - الشركة الصانعة: «إيرو فايرونمنت» - مكان التحليق: شافتر ولاية كاليفورنيا - ارتفاع التحليق: لا يتجاوز الأمتار القليلة - فترة التحليق: عدة دقائق - النتيجة: إحالة الطائرة إلى التقاعد
* «زيفر» (Zephyr) ومواصفاتها كما يلي:
- أطول فترة تحليق من دون طيار - الشركة الصانعة: «كوينتي كيو» - مكان التحليق: حقل «يوما بروفينغ غراوند» للتجارب التابع للجيش الأميركي في ولاية أريزونا - التاريخ: 2010 ارتفاع التحليق: 21500 متر - فترة التحليق: 14 يوما و22 دقيقة النتيجة: بيع الطائرة إلى شركة «أسترم» في العام الماضي