Ali Pourahmad
23 یادداشت منتشر شدهذخیره بلند مدت انرژی بر روی ماه با استفاده از دستگاه تبدیل انرژی خورشیدی به مکانیکی
اختراع سیستم ذخیره بلند مدت انرژی بر روی ماه با استفاده از دستگاه تبدیل انرژی خورشیدی به مکانیکی
در این یاداشت بطور کوتاه و خلاصه به بررسی "سیستم ذخیره بلند مدت انرژی بر روی ماه با استفاده از دستگاه تبدیل انرژی خورشیدی به مکانیکی" از سری اختراعات منتشر شده من میپردازیم.
لازم به اشاره میدانم, یاداشت زیر تنها مختصری از بخش "مقدمه مقاله اصلی" است, لذا در صورت علاقمندی می توانید توضیحات فنی جامع و کامل این اختراع را به تفصیل در بخش زبان فارسی وب سایت "سیاره علوم" www.sciencesplanet.com مطالعه و همچنین ویدیوی خلاصه فیلم این اختراع را مشاهده فرمائید. ضمن احترام, این یاداشت بعنوان بخشی از مقاله اختراعات من تحت قانون "مالکیت معنوی" بوده و صرفا جهت اطلاع رسانی عموم است لذا هر گونه کپی برداری و استفاده غیر مجاز از توضیحات, تصاویر تخصصی و ایده های بازگو شده در این یاداشت ممنوع می باشد.
مدت زمان سپری شدن یک روز کامل و یک شب کامل بر روی ماه تفاوت های فاحشی از نظر زمان و دما با زمین دارد. این تفاوت ها دهه هاست که بعنوان چالش های جدی, باعث محدودیت اقامت انسان بر روی کره ماه و مانع کسب نتایج مطلوب از پروژه های تحقیقاتی پر هزینه توسط آژانس های فضایی شده است. در سالهای اخیر, علیرغم امکان ارسال ربات های مجهز به هوش مصنوعی و قابل کنترل از راه دور, اما همچنان کنجکاوی انسان برای قدم گذاشتن مجدد بر روی ماه و امکان یک اقامت طولانی مدت هر روز بیشتر می شود و بدین دلیل محققین فضا, اختر فیزیکدانان و مهندسین توسعه صنایع فضایی همچنان در جستجوی بهترین راه حل برای امکان حضور بلند مدت بر روی ماه هستند.
واضح است که اقامت بلند مدت بر روی ماه بدلیل عدم امکان ذخیره بلند مدت انرژی در حال حاضر میسر نیست اما راه حل هایی نیز نظیر استفاده از یک راکتور شکافت هسته ای کوچک بر روی ماه ارائه شده است که البته این راهکار نیز به دلیل ظرفیت بسیار کم تولید برق در چنین ابعاد کوچکی نیازمند توسعه و زمانبندی طولانی تری تا رسیدن به نقطه هدف که تامین برق یک ایستگاه بزرگ با ولتاژ بالا و مستمر در طول یک شب قمری طولانی بر روی کره ماه است. آنگونه که پروفسور نیل دگراس تایسون (اخترفیزیکدان, استاد دانشگاه هاروارد و مدیر افلاک نمای هایدن نیویورک) در مصاحبه خود بیان کرده است این راکتور هسته ای جدید طراحی شده برای استفاده در فضا و بر روی سطح کره ماه تنها توان تولید 100 کیلو وات برق را دارد. لازم است که اشاره نمایم, این مقدار تقریبا 9 برابر کمتر از برق مورد نیاز برای روشن شدن یک سشوار معمولی است و بنظر می آید که این هدفی نیست که برنامه فضایی آرتمیس (با هدف سفر به ماه) به رهبری ناسا یا هر برنامه آژانس فضایی دیگری بخواهد هزینه های سنگینی برای عملیاتی نمودن آن متحمل شود.
برای درک بهتر این چالش لازم به اشاره میدانم که دمای روی سطح ماه می تواند در طول یک روز قمری از حداکثر ۲۵۰ درجه فارنهایت (معادل ۱۲۰ درجه سانتیگراد) در خط استوای آن تا -۲۰۸ درجه فارنهایت (معادل -۱۳۰ درجه سانتیگراد) در شب متغیر باشد و البته دما در قطب های ماه می تواند حتی بیشتر از مقدار ذکر شده کاهش یابد. در تعریف یک روز، مدت زمان بین دو ظهر یا غروب خورشید معیار سنجش قرار می گیرد و همانگونه که میدانیم این مدت زمان در سیاره زمین ۲۴ ساعت ولی در کره ماه ۷۰۸.۷ ساعت ( معادل ۲۹.۵۳ روز زمینی) است که به آن دوره سینودیک می گویند. با توجه به دوره سینودیک می توانیم متوجه شویم که یک روز قمری و یک شب قمری بر روی ماه تقریبا معادل ۱۴ روز زمینی است. دوره سینودیک حدود ۲.۲ روز طولانی تر از دوره نجومی کره ماه است.
مطابق داده های استخراج شده توسط مرکز تحقیقات ناسا, زمین با زاویه ۲۳.۴ درجه کج شده است و با سرعت تقریبی ۱۶۷۰ کیلومتر بر ساعت به دور محور خود می چرخد، بنابراین یک چرخش کامل معادل ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه و ۴ ثانیه بطول می انجامد تا یک روز نجومی بر روی سیاره زمین کامل شود. این اندازه گیری زمان در یک روز نجومی با استفاده از یک ستاره دور (بغیر از خورشید) به عنوان نقطه مرجع صورت می گیرد و آن زمانی است که ستاره یک دور به دور زمین چرخیده باشد. این در حالی است که کره ماه با سرعت ۱.۰۲۲ کیلومتر بر ثانیه به دور زمین می چرخد و تقریبا هر ۲۷.۳ روز زمینی، مدار بیضوی خود را کامل می کند. زمان چرخش ماه به دور خود با زمان تکمیل یک دور مداری به دور زمین از طریق فرآیندی به نام چرخش همزمان یا قفل جزر و مدی یکسان بدست می آید و به همین دلیل است که از زاویه دید ما بر روی سیاره زمین, تنها همیشه یک طرف ماه را شاهد هستیم.
حال بهتر متوجه می شویم که اقامت دائم یا موقت در 14 شب قمری کره ماه و در تاریکی مطلق با دمای تقریبی ۲۰۰ درجه فارنهایت زیر صفر نیاز به یک منبع انرژی مطمئن و پایدار دارد نه یک دستگاه راکتور شکافت هسته ای با توان محدود 100 کیلو وات برق. از سویی دیگر, به دلیل تغییر خواص شیمیایی و سپس فیزیکی ساختار حتی پیشرفته ترین نسل جدید باتری های فعلی, هنوز هیچ باتری قابلیت ذخیره برق در دمای ۲۰۰ درجه فارنهایت زیر صفر را برای مدت طولانی بدست نیاورده است بنابراین ایده ذخیره برق تولید شده توسط پنل های خورشیدی در طول یک روز قمری (14 روز زمینی) در باتری برای استفاده در یک شب قمری (14 شب زمینی) غیر قابل انجام است که بالطبع امکان استقرار انسان در یک ایستگاه فضایی که شدیدا متکی به برق است وجود ندارد. برای رفع این مشکل من ایده "Moon Generator" یا سیستم تبدیل انرژی خورشیدی به مکانیکی به هدف ذخیره بلند مدت انرژی برای مصرف در یک شب قمری 354 ساعته بر روی کره ماه طراحی و خلق کردم که در بخش توضیحات فنی این مقاله بر روی نشریه رسانه سیاره علوم , نحوه کار "Moon Generator" و ساختار تشکیل دهنده این دستگاه به تفصیل شرح داده شده است. بمثابه سایر اختراعات, این اختراع نیز قابلیت توسعه و ظرفیت بهینه سازی بیشتر را داشته و با ساخت نمونه های آزمایشی اولیه از آن می توان کمک شایانی به رفع محدودیت اقامت بلند مدت بر روی سطح ماه نمود.
