آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی (دارپا) آمریکا، پیمانکاران اصلی انتخاب‌شده برای مرحله اول برنامه جاه‌طلبانه رله انرژی بی سیم نوری پایدار (POWER) خود را اعلام کرد. این برنامه برای توسعه وسیله‌ای به منظور توزیع یا انتقال انرژی به‌صورت بی سیم (وایرلس) در سراسر جهان از طریق انتقال هوابرد انرژی طراحی شده است. این ایده اولین بار تقریباً 100 سال پیش توسط نیکولا تسلا مطرح شد. در صورت موفقیت، این مهم ترین تغییر در فناوری انتقال انرژی در 150 سال گذشته خواهد بود.
رویای نیکولا تسلا
به گفته دارپا، مرحله اول برنامه POWER توسط سه تیم به رهبری کمپانی RTX Corporation، کمپانی Draper Laboratory و BEAM انجام خواهد شد. این تیم ها برای طراحی و توسعه رله‌های انرژی نوری موردنیاز با یکدیگر رقابت خواهند کرد. اهداف برنامه شامل توسعه اجزای کلیدی یک شبکه انرژی انعطاف‌پذیر با سرعت نور است.
دکتر پل جافه که برنامه POWER در دارپا را رهبری می‌کند، گفت:
این پروژه پتانسیل پیشبرد پرتوهای نیرو را در مقیاس‌های بزرگ دارد که می‌تواند رابطه جامعه با انرژی را به‌طور بنیادی تغییر دهد.
او افزود:
یک شبکه انرژی بی‌سیم می‌تواند از منابع جدید و متنوع، از جمله از فضا، قفل انتقال انرژی را باز کرده و به سرعت و با اطمینان آنها را به مصرف‌کنندگانی که کمبود انرژی دارند متصل کند. به منظور تسریع پیشرفت، فاز یک POWER، رله های انرژی نوری را از طریق غلاف های متصل به بدنه هواپیماهای موجود در مرحله آماده‌سازی برای آزمایش های بیشتر در فاز 2 به اجرا می‌گذارد.
همانطور که دارپا اشاره می کند، پرتوهای نیرو این پتانسیل را دارند که هواپیماهای آینده را با کاهش چشمگیر سوخت و فضای موتور، کوچکتر و کم هزینه‌تر کنند. این امر از طریق مدل‌های مفهومی در فاز اول مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در نهایت، این سکوهای جدید، کوچکتر و پراکنده، می‌توانند هواپیماهای مقرون به صرفه با برد و استقامت تقریباً نامحدود را برای کمک به عملیات نظامی پشتیبانی کنند.
ارزیابی هر طراحی رله بر اساس توانایی آن در هدایت انرژی به طور دقیق و کارآمد، اصلاح جبهه موج برای اطمینان از کیفیت پرتو بالا و برداشت انرژی انجام خواهد شد. در آخرین و مهمترین مرحله برنامه، رله ها در یک مسیر نوری هوابرد آزمایش می‌شوند تا 10 کیلووات انرژی نوری را به گیرنده زمینی که 200 کیلومتر از لیزر منبع زمینی فاصله دارد، تحویل دهند.
پل جافه گفت:
انرژی زیربنای هر فعالیت انسانی از جمله دفاع است. ما به راه‌هایی برای ارائه انرژی نیاز داریم که بر آسیب‌پذیری‌ها و سایر کاستی‌های پارادایم کنونی ما غلبه کند. جهش بعدی در پرتوهای توان نوری می‌تواند به فناوریهای رله بستگی داشته باشد.
توجه به کیفیت رله‌ها بسیار مهم است، زیرا رله‌های موثر نقش مهمی در ایجاد یک شبکه انرژی بی سیم عملی، همه‌کاره و قابل انطباق خواهند داشت. آنها به موضوع تلفات تبدیلی که هنگام تبدیل امواج منتشرشده به الکتریسیته به‌طور مکرر در یک سیستم چندجهشی به وجود می‌آیند، می پردازند. علاوه بر این، رله‌ها انتقال کارآمدتری را در ارتفاع بالا امکان‌پذیر می‌سازند که از قدرت پرتودهی از طریق اتمسفر پایین‌تر متلاطم، برتر است. با ایجاد یک لایه نوری در ارتفاع بالا، شبکه انرژی بی‌سیم می‌تواند یک ستون فقرات دوربرد و توان عملیاتی بالا ایجاد کند.
جافه توضیح داد:
هر یک از تیم‌های منتخب رویکردهای فنی منحصربه‌فردی را برای مشکل رله پرتو برق، از ترکیب‌های جدید فناوریهای موجود گرفته تا نوآوری‌های تکنولوژیکی پرخطرارائه کردند.
او گفت:
محدوده راه حل های پیشنهادی شامل تعادل عملکرد مطمئن و پیشرفت‌های بالقوه در اندازه، وزن و قدرت، برای فعال کردن سیستم های توزیع‌شده کوچک برای شبکه انرژی بی سیم آینده است.
توزیع برق از طریق هوا
فاز اول این پروژه شامل نمایش و اجرای فناوریهای حیاتی می‌شود و انتظار می‌رود 20 ماه با پتانسیل یک گزینه سه ماهه تلاش‌های اضافی برای کاهش ریسک ادامه یابد. فاز دوم شامل نیز در اوایل سال 2025 خواهد بود و بر ادغام فناوریهای رله در یک پلتفرم موجود برای دستیابی به انتقال هوابرد کم مصرف متمرکز خواهد بود.
منبع: Interestingengineering
