کابوس نظامی یا برتری راهبردی؟ «لیزر چینی» پهپادها را برای همیشه به پرواز درمیآورد!
دیگر شارژ بیسیم محدود به گوشیهای هوشمند، ساعتها یا هدفونها نیست. امروز، محققان در تلاشند تا این فناوری را به آسمان منتقل کنند و با ابداع روشی برای شارژ پهپادها در حین پرواز از طریق هدایت یک پرتو لیزر به زیر بالهای آنها، این امکان را فراهم سازند.
بر اساس مطالعهای که اخیراً در مجله «متر اند لایت» (Matter and Light) منتشر شده و تحت رهبری دانشمندان دانشکده مهندسی هوافضای دانشگاه هوانوردی مدنی چین انجام شده است، این تیم آیندهای سبکوزن طراحی کرده که بر پایه طراحی سلولهای خورشیدی استوار است و وظیفه جذب انرژی پرتو لیزر و تبدیل آن به برق را بر عهده دارد. برای خنک نگه داشتن دستگاه و افزایش کارایی آن، این سیستم بهصورت استراتژیک بر روی بالهای هواپیما نصب شده و با ادغام یک فناوری نوآورانه برای دفع حرارت، عملکرد بهینهتری کسب کرده است.
این فناوری جدید بر پایه یک دستگاه دوگانه و نوآورانه به نام «PLC-TE» استوار است که نوعی سلول خورشیدی بهبودیافته برای مقابله با پرتوهای لیزر به جای نور خورشید محسوب میشود.
این دستگاه از طریق دو فناوری یکپارچه کار میکند: نخست، لایه پروسکایت که وظیفه تبدیل انرژی مستقیم لیزر به برق را بر عهده دارد و دوم، لایه ترموالکتریک که انرژیای را که به صورت حرارت از دست میرفت جذب کرده و به انرژی اضافی تبدیل میکند. هرچه اختلاف دما بین سمت روبهروی لیزر و سمت سردتر بیشتر باشد، برق تولیدشده نیز افزایش مییابد.
با این حال، محققان با چالش بزرگی مواجه شدند؛ دستگاههای لیزری قدرتمند دمای دستگاه را بهطور قابلتوجهی افزایش میدهند. مطالعه نشان داد که دوربینهای حرارتی دماهایی بین ۸۰ تا ۹۰ درجه سانتیگراد را ثبت کردهاند که منجر به کاهش کارایی شده و تجمع حرارت را به مشکلی جدی تبدیل کرده است که نیازمند راهحل مهندسی است.
به لطف این اصلاحات و تحت تأثیر لیزر سبز، این سیستم به کارایی ۳۸.۴۹ درصد در تبدیل انرژی به برق دست یافت که از بالاترین نرخهای کارایی ثبتشده برای این فناوری در شرایط مشابه است.
این فناوری جدید کاربردهای امیدوارکنندهای دارد؛ برای مثال در مواردی مانند زلزله، سیل یا آتشسوزی جنگلها که زمان مسئله حیاتی است، این هواپیماها که نیازی به فرود ندارند میتوانند روزها بهطور مداوم بر فراز مناطق بلایا پرواز کنند تا تیمهای امدادی را هدایت کنند، نورپردازی شبانه مستمر فراهم کنند یا شبکههای ارتباطی اضطراری را به مناطق آسیبدیده منتقل سازند.
برای مثال، شرکتهایی مانند آمازون با محدودیت مسافتی که پهپادها میتوانند طی کنند مواجه هستند. با استفاده از ایستگاههای پخش لیزر که بر روی سقف ساختمانها یا برجها توزیع شدهاند، پهپادها میتوانند مسافتهای بسیار طولانیتری را برای ارسال بستهها یا تأمینکنندههای پزشکی فوری (مانند کیسههای خون و داروها) به مناطق دورافتاده طی کنند.
اما مهمترین کاربرد این فناوری نظامی است، جایی که هواپیماهای جاسوسی بدون سرنشین میتوانند روزها یا هفتهها بدون وقفه بر فراز خاک دشمن یا مناطق حساس پرواز کنند و جریان مداوم دادهها و تصاویر زنده را برای فرماندهی نظامی فراهم سازند و آنها را به «چشمان بیدار» در آسمان نبرد تبدیل کنند.
همچنین تأمین مرزهای طولانی در برابر عملیات قاچاق یا نفوذ نیازمند گشتزنی مداوم است. به جای اعزام گشتهای انسانی یا پهپادهایی که نیاز به شارژ مکرر دارند، دستههای پهپادهای لیزری میتوانند یک دیوار نظارتی هوایی دائمی و نفوذناپذیر تشکیل دهند.
با این حال، با وجود موفقیت آزمایشگاهی، این دستگاه هنوز در یک پرواز واقعی آزمایش نشده است. برنامه توسعه آینده شامل آزمایش سیستم بر روی یک هواپیمای سبکوزن در فضای باز برای اطمینان از قابلیت اطمینان آن، توسعه مکانیزمهای دقیقی برای ردیابی هواپیماهای متحرک با پرتوهای لیزر و تضمین بالاترین استانداردهای ایمنی و امنیت برای این فناوری است.
