تصور کنید پهپادی را که پس از آغاز مأموریت، دیگر نیازی به بازگشت برای شارژ یا تعویض باتری نداشته باشد؛ نه برای چند روز یا چند ماه، بلکه برای چند دهه. چنین ایدهای تا همین چند سال پیش بیشتر به داستانهای علمیتخیلی شباهت داشت، اما حالا آژانس پروژههای تحقیقاتی پیشرفته دفاعی آمریکا (DARPA) قصد دارد با توسعه نسل جدیدی از منابع تغذیه هستهای، آن را به واقعیت نزدیک کند. پروژهای که اگر به نتیجه برسد، میتواند معادلات تأمین انرژی تجهیزات خودکار در فضا، اعماق دریا و حتی میدانهای نبرد را تغییر دهد.
بر اساس گزارش Defense One، دانشگاه Morgan State قراردادی به ارزش ۳.۳۷ میلیون دلار از دارپا دریافت کرده است تا پروژهای با نام SYMPHONEE را پیش ببرد؛ پروژهای که هدف آن توسعه نسل جدیدی از سامانههای رادیوولتائیکی است.
پروژه سمفونی دقیقاً چه چیزی را دنبال میکند؟
برخلاف باتریهای رایج که انرژی را در خود ذخیره میکنند، سامانههای رادیوولتائیکی برق موردنیاز را بهطور مستقیم از واپاشی طبیعی ایزوتوپهای رادیواکتیو تولید میکنند. همین تفاوت باعث میشود طول عمر این منابع تغذیه، در صورت انتخاب ایزوتوپ مناسب، به چندین دهه برسد.
پروژه SYMPHONEE نیز بخشی از برنامه Rads to Watts دارپا است؛ برنامهای که با هدف تبدیل انرژی ناشی از واپاشی مواد پرتوزا به برق قابل استفاده شکل گرفته است. هدف نهایی این طرح، توسعه ریزسامانههای رادیوولتائیکی با چگالی توان بالاتر است تا بتوان از آنها در تجهیزاتی استفاده کرد که سالها امکان شارژ یا تعویض باتری ندارند.
دارپا امیدوار است نخستین نمونههای اولیه این فناوری که بتوانند جهشی محسوس در عملکرد این سامانهها ایجاد کنند، تا سال ۲۰۲۷ آماده شوند.
تولید برق از زبالههای هستهای
یکی از جالبترین بخشهای این پروژه، ماده اولیه آن است. پژوهشگران قصد ندارند از سوخت هستهای تازه استفاده کنند، بلکه به سراغ استرانسیم-۹۰ (Strontium-90) رفتهاند؛ ایزوتوپی که از محصولات جانبی راکتورهای هستهای و بخشی از پسماندهای هستهای به شمار میرود.
در واقع، این پروژه میتواند مادهای را که سالها بهعنوان زبالهای خطرناک شناخته میشد، به منبعی ارزشمند برای تولید برق تبدیل کند؛ برقی که قادر است برای سالها تجهیزات الکترونیکی کممصرف را بدون نیاز به شارژ مجدد روشن نگه دارد.
نکته دیگری که باید توجه داشت این است که دارپا اجرای این پروژه را تنها به دانشگاه ایالتی مورگان واگذار نکرده است. شرکت Northrop Grumman، آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام (PNNL)، شرکت Project Omega، مؤسسه ARA و شرکت Widetronix نیز در توسعه این فناوری مشارکت دارند.
در این میان، PNNL مسئول آزمایش و کار با مواد هستهای خواهد بود، Northrop Grumman و ARA مدلسازی مبتنی بر هوش مصنوعی را انجام میدهند و Widetronix نیز معماری مبدلهای رادیوولتائیکی و ریزژنراتورهای هستهای را طراحی میکند. همچنین ساخت نمونه اولیه پروژه بر عهده شرکت Project Omega است؛ شرکتی که پیشتر نیز نمونههایی از این فناوری را توسعه داده و حتی از پهپادهای دریایی با عمر باتری ۱۰ ساله بهعنوان یکی از کاربردهای آن یاد کرده است.
هدف فقط افزایش عمر باتری نیست
از نگاه تیم تحقیقاتی، این پروژه قرار نیست صرفاً باتریهایی با عمر بیشتر تولید کند؛ بلکه هدف، ایجاد نسل تازهای از منابع تغذیه پایدار برای محیطهایی است که دسترسی به آنها بسیار دشوار یا حتی غیرممکن است.
مایکل اسپنسر، مدیر فنی پروژه، در این باره میگوید:
تیم ما در حال جابهجا کردن مرزهای فناوری رادیوولتائیک است و روی توسعه سامانههایی با توان بالاتر و عمر بسیار طولانیتر کار میکند؛ سامانههایی که تاکنون دستیابی به آنها ممکن نبوده است. با ترکیب مواد پیشرفته، مهندسی ادوات و علوم هستهای، در حال ایجاد زیرساخت نسل جدیدی از منابع تغذیه پایدار برای محیطهای بسیار سخت هستیم.
کاربردهای احتمالی؛ از فضا تا اعماق دریا
در صورت موفقیت این پروژه، منابع تغذیه رادیوولتائیکی میتوانند انرژی موردنیاز پهپادهای هوایی، شناورهای بدون سرنشین، سامانههای امنیتی زیرآبی، حسگرهای مستقر در مناطق دورافتاده و حتی برخی تجهیزات فضایی را برای سالها تأمین کنند.
به همین دلیل، شرکت Northrop Grumman از این فناوری بهعنوان یکی از پایههای سامانههای دفاعی نسل آینده یاد میکند. از سوی دیگر، Project Omega نیز توسعه سامانههای امنیتی دائمی در اعماق دریا را یکی از مهمترین کاربردهای آن میداند.
فارغ از کاربردهای نظامی، پروژه دارپا میتواند نگاه به پسماندهای هستهای را نیز تغییر دهد. اگر فناوری رادیوولتائیک به مرحله بلوغ برسد، بخشی از موادی که امروز بهعنوان زبالههای پرهزینه و خطرناک شناخته میشوند، در آینده میتوانند به منابع راهبردی تولید انرژی برای تجهیزاتی تبدیل شوند که باید سالها بدون حضور انسان، بدون تعمیر و بدون نیاز به شارژ به فعالیت خود ادامه دهند.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت