دانشمندان می‌خواهند با الهام از فتوسنتز باکتری‌ها، نور خورشید را به پرتو لیزر تبدیل کنند
در پروژه جدیدی به نام APACE، دانشمندان روشی را برای تبدیل مستقیم نور خورشید به لیزر و استفاده از آن در پروژه های فضایی ایجاد کرده اند.
در این فناوری جدید، نور خورشید با تبدیل شدن به پرتوهای لیزر، انتقال نیرو را در فواصل بسیار دور مانند فاصله زمین با ماهواره ها یا حتی فضاپیماها تسهیل می کند. این رویکرد از روشی الهام گرفته شده است که باکتری ها و سایر گیاهان و موجودات انرژی خورشید را از طریق فتوسنتز به انرژی شیمیایی تبدیل می کنند. استفاده مجدد از اجزا و ساختارهای سلولی گیاهان و باکتری ها برای تبدیل نور خورشید به پرتو لیزر عنصر کلیدی در این فناوری است.
در صورت موفقیت این فناوری نوآورانه، آژانس های فضایی می توانند انرژی مورد نیاز پایگاه های فضایی در ماه یا حتی مریخ را با هزینه بسیار کم تامین کنند. همچنین راه های جدیدی برای انتقال انرژی بی سیم در زمین و حل مشکلات انرژی ناپایدار ارائه می دهد.
پروژه APACE محققانی از بریتانیا، ایتالیا، آلمان و لهستان را گرد هم آورد تا به پیشرفت این فناوری کمک کنند. در این پروژه، دانشمندان در حال تغییر ساختارهای سلولی باکتری های فتوسنتزی هستند که نور خورشید را جذب کرده و آن را به انرژی شیمیایی تبدیل می کنند. این تیم از دانشمندان قصد دارند ابتدا این ایده را در شرایط آزمایشگاهی آزمایش کنند و سپس در صورت موفقیت، آن را برای استقرار در فضا آماده کنند.
محققان کار خود را با مطالعه ساختار سلولی یک گونه خاص از باکتری ها آغاز کرده اند. این باکتری ها برای زنده ماندن در شرایط نور بسیار کم تکامل یافته اند. اینها ساختارهای سلولی خاصی دارند که می توانند تقریباً هر فوتون نوری را که دریافت می کنند به کارآمدترین مقدار انرژی ممکن تبدیل کنند.
با مطالعه چنین ساختاری، تیم می‌تواند نسخه‌های مصنوعی آن را توسعه دهد و این ساختار را هم با نور مصنوعی و هم با نور خورشید آزمایش کند تا کارایی تبدیل نور به انرژی توسط دستگاه ساخته‌شده را بررسی کند. اگر این قطعات به درستی کار کنند، دانشمندان از آنها در سیستم های بزرگ استفاده خواهند کرد.
برخلاف پنل های خورشیدی نیمه هادی معمولی که نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کنند، سیستم الهام گرفته از باکتری ها بر روی صفحه ای از مولکول های آلی پایدار در فضا ساخته شده است. تولید برق پایدار در فضا بدون تکیه بر ابزارهای زمینی که نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم دارند، پیشرفت بزرگی محسوب می شود. در این پروژه نه تنها از الگوهای بیولوژیکی استفاده شده است، بلکه از قابلیت های بیولوژیکی باکتری ها در مقیاس فضایی نیز استفاده شده است.
هدف نهایی این پروژه تولید نوع جدیدی از لیزر با انرژی خورشیدی است. نور خورشید برای تامین انرژی مستقیم لیزر بسیار ضعیف است، اما ساختارهای مولکولی این باکتری ها در جمع آوری و هدایت نور خورشید بسیار کارآمد است. به طوری که میزان نور خورشید افزایش یافته و امکان تبدیل نور خورشید به یک پرتو لیزر قدرتمند بدون اتکا به اجزای الکتریکی را فراهم می کند.
نکته مهم این است که باکتری ها می توانند در فضا رشد کنند. به عنوان مثال، از طریق آزمایش در ایستگاه فضایی بین المللی. برخی از باکتری ها می توانند حتی تحت تابش شدید در فضا زنده بمانند. اگر این فناوری به خوبی کار کند، می توان از آن برای تامین انرژی ماهواره ها یا فضاپیماها استفاده کرد.
دانشمندان انتظار دارند اولین نمونه های اولیه را ظرف ۳ سال آینده رونمایی کنند.
منبع: دیجیاتو
