معضلة الطاقة: يمكن أن يجعل الوصول إلى الطاقة أو يكسر اقتصاد الفضاء هذا العام

يستعد تسويق الفضاء ليكون واحداً من أكثر الساحات التحويلية ولكن التحدي للابتكار في هذا العقد. إن الصناعات الأرضية مثل الاتصالات السلكية واللاسلكية والدفاع والزراعة والآن الذكاء الاصطناعي ، تدفع بسرعة إلى حدود الفضاء. ومن أجل الازدهار ، ستتطلب هذه المهام الفضائية قوة هائلة.

على غرار البطاريات للسيارات الكهربائية هنا على الأرض ، تعد القوة في الفضاء بنية تحتية حاسمة – لا شيء يحدث بدونها. عادةً ما يتم توفير قوة الفضاء بواسطة المصفوفات الشمسية ، ولكنها كانت تاريخياً مكلفة بشكل لا يصدق وتمثل جزءًا كبيرًا من تكلفة القمر الصناعي. هذا أمر منطقي ، بالنظر إلى أن تطوير المصفوفات الشمسية للمساحة ليس بالأمر السهل. إنهم بحاجة إلى توفير قوة موثوقة في ظل ظروف معاقبة-تقلبات درامية في درجة الحرارة في كل مدار مدته 90 دقيقة حول الأرض والتعرض للإشعاع المكثف-لمهام طويلة من الزمن. ولكن مع انخفاض تكاليف الإطلاق بسرعة ، يجب أن تكون حلول الطاقة للمساحة أكثر فعالية من حيث التكلفة وموثوقة وقابلة للتطوير من أي وقت مضى.

إذا لم نحصل على هذا بشكل صحيح ، فقد تنهار طموحاتنا الفضائية. لن تكون مهام الفضاء على نطاق واسع قادرة على البقاء قابلة للحياة اقتصاديًا. الهدف النهائي لتسويق الفضاء هو خلق اقتصاد مستدام للفضاء يتجاوز العقود الدفاعية والحكومة. يمكن أن تكون جميع الأقمار الصناعية ، والتعدين القمري ، وتطبيقات الذكاء الاصطناعى ، وتطبيقات الطاقة ، عمودًا حيويًا لهذا الاقتصاد ، لكن النجاح يتوقف على الوصول إلى تقنيات الطاقة القابلة للتطوير ، وبأسعار معقولة ، وموثوقة.

The Energy Boom: AI ، Leo Networks والاقتصاد القمري

أبراج مدار منخفضة الأرض (LEO) لتطبيقات مثل الاتصالات والدفاع ومراقبة الأرض موجودة هنا والآن وتقدم أكبر حاجة إلى قوة الفضاء اليوم. تقود شركات مثل Starlink و OneWeb هذه التهمة باستخدام الأبراج القمر الصناعية للاتصالات الضخمة ، مما دفع لاعبين آخرين مثل Telesat Lightspeed و Globalstar/Apple و AST & Science² و Lynk Global للتحرك بقوة. كل هذه البرامج تتطلب قوة مساحة فعالة من حيث التكلفة وقابلة للتطوير وعالية الأداء لجعل شبكات كوكبة قابلة للحياة اقتصاديًا.

وفي الوقت نفسه ، لا تزال الحاجة إلى البنية التحتية القوية والفعالة من حيث التكلفة فقط تنمو عبر تطبيقات جديدة أخرى. تمثل الطموحات اللازمة لتطوير اقتصاد القمر المرحلة العظيمة التالية من تسويق الفضاء. كل شيء مخطط له للقمر – التعدين والتصنيع والموائل الدائمة – سيتطلب كميات كبيرة من الطاقة. مشروع ناسا Artemis ، على الرغم من تأخره ، يعكس الإلحاح المتزايد لاستكشاف القمر ، مدفوعًا بالمنافسة مع الصين والدول الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم الشركات التجارية ، مثل SpaceX ، بتطوير Lunar Landers والخدمات لدعم الاستكشاف واستخدام الموارد. مع تقدم المهام القمرية ، ستحتاج حلول الطاقة إلى التوسع أيضًا ، مما يوفر أنظمة منخفضة التكلفة وعالية الأداء قادرة على الحفاظ على العمليات في واحدة من أقسى البيئات التي يمكن تخيلها. سيكون التعدين واستخدام الموارد في الموقع محوريًا ، ولكن لا يحدث أي من ذلك بدون حلول قوة قوية.

أصبحت معالجة البيانات التي تعمل بمواد الذكاء الاصطناعي لا غنى عنها أيضًا للعمليات الدفاعية والتجارية ، ودعم اتخاذ القرارات في الوقت الفعلي ، وتحليل الصور ، والأنظمة المستقلة. ستتطلب مراكز البيانات في الفضاء ، مدعومة من الذكاء الاصطناعي ، كميات هائلة من الطاقة. تقوم الذكاء الاصطناعي بتعزيز قدرة الإنسانية على تسويق المساحة ، والكشف عن رؤى جديدة ومهام أكثر طموحًا. ستكون أنظمة الطاقة الجديدة المبتكرة القابلة للتطوير والاقتصادية أمرًا بالغ الأهمية لتطوير الذكاء الاصطناعي في الفضاء ، مما يضمن أن الذكاء ، وليس قيود القوة ، يدفع الموجة التالية من الابتكار.

الطاقة المبتهجة عبر الفضاء: حل لتحديات قوة الأرض؟

الطاقة القائمة على الفضاء ليست ضرورية فقط لتمكين الموجة التالية من مهام الفضاء-يمكن أيضًا إعادة تعريف كيفية توليد الطاقة واستهلاكها هنا على الأرض. من خلال تسخير الطاقة الشمسية غير المحدودة تقريبًا المتوفرة في الفضاء ، يوفر Powering Peting طريقًا لتنظيف الطاقة المتسقة التي تتجاوز تحديات توليد الأرض المتجهة إلى الأرض ، مثل مصادر الطاقة المتجددة المعتمدة على الطقس أو البنية التحتية لشبكة الشيخوخة.

يمكن أن يرسل هذا الابتكار الطاقة مباشرة من المساحة إلى المناطق النائية أو مناطق الكوارث أو المناطق التي لا يمكن الوصول إليها إلى الكهرباء. مع ارتفاع الطلب العالمي على الطاقة ، فإن إعادة توليد الطاقة لديها القدرة على تكملة الموارد الأرضية ، مما يوفر الطاقة المتجددة على نطاق واسع دون استخدام الأراضي أو فقدان الإرسال أو تحديات التخزين التي نواجهها اليوم. ولكن بدون تكنولوجيا فعالة من حيث التكلفة وقابلة للتطوير والتي يمكن أن تعيش بالفعل في الفضاء لهذا الغرض-قد لا نستفيد أبدًا من إمكاناتها الهائلة.

التعاون على مستوى الصناعة على السلطة ليس اختياريًا-إنه مستقبل تسويق الفضاء

لجعل هذا المستقبل حقيقة واقعة ، يجب علينا مواءمة جهودنا وإعطاء الأولوية للاستثمارات الاستراتيجية في التقنيات والأنظمة التي ستقوم بتشغيل العصر التالي من استكشاف الفضاء والتسويق.

وهذا يعني الاستثمار في مشاريع التصنيع الكهروضوئية (PV) ودعمها في الولايات المتحدة لضمان وجود إمدادات محلية موثوقة من أصول الطاقة الاستراتيجية هذه. كما يتطلب مراقبة تقنيات السيليكون الجديدة ذات الكفاءة العليا ، مثل Perovskites على السيليكون ، لاستخدامها المحتمل في تطبيقات الفضاء. أخيرًا ، نحتاج أيضًا إلى إعادة التفكير في التصميم الشمسي واحتضان مفاضلات الكفاءة-المصفوفات ذات حجمها لضمان أداء نهاية العمر-من خلال انخفاض تكلفة الإطلاق. معا ، ستكون هذه الخطوات حاسمة لتحويل طموحاتنا ، والاعتماد الكبير الذي يتمتعون به على قوة الفضاء ، إلى حقيقة واقعة.

نحتاج إلى بناء الأساس لاقتصاد الفضاء الذي يدعم الحياة والمؤسسات إلى ما هو أبعد من مدار الأرض. لا يتعلق مستقبل قوة الفضاء فقط بحل التحديات التقنية – بل يتعلق باتخاذ خطوات ملموسة اليوم لضمان أن يزدهر الموجة التالية من استكشاف الفضاء وتسويقها.

Kevin Hell هو الرئيس التنفيذي ورئيس MPOWER ، مطور تكنولوجيا الخلايا الشمسية.

يلتزم SpacEnews بنشر وجهات نظر مجتمعنا المتنوعة. سواء كنت أكاديميًا أو تنفيذيًا أو مهندسًا أو حتى مواطنًا مهتمًا في الكون ، أرسل حججك ووجهات نظرك إلى realle@spacenews.com ليتم النظر في النشر عبر الإنترنت أو في مجلتنا القادمة. وجهات النظر المشتركة في هذه المقالات هي فقط تلك الخاصة بالمؤلفين.

متعلق ب