قدم فريق من جامعة شيان للعلوم الإلكترونية والتكنولوجيا، بقيادة الأكاديمي دوان باويان، نظاماً لنقل الطاقة لاسلكياً بمستوى الكيلوواط لمسافة تزيد عن 100 متراً، وهو إنجاز مهم، وإن كان لا يزال في مرحلته الأرضية، ضمن مشروع «Zhuri» (مطاردة الشمس).
أعلن فريق بحثي من جامعة شيان للعلوم الإلكترونية والتكنولوجيا (Xidian University) عن تقدم كبير في مشروع الطاقة الشمسية الفضائية. ففي إطار مبادرة «Zhuri»، أنشأ الفريق نظاماً أرضياً للتحقق قادر على نقل الطاقة إلى عدة أهداف متحركة في آن واحد باستخدام الموجات الدقيقة. ويُعد هذا أحد أكثر الاختبارات دقة وحداثة للتقنيات اللازمة لمحطات الطاقة الشمسية المدارية المستقبلية.
نجح النظام بالفعل في إثبات نقل 1180 واط على مسافة تبلغ حوالي 100 متراً بكفاءة تحويل من التيار المستمر إلى التيار المستمر تبلغ 20.8% وكفاءة تجميع للحزمة تبلغ 88%. وفي تجربة منفصلة، وفر النظام 143 واط بشكل مستقر لطائرة بدون طيار متحركة على مسافة 30 متراً وبسرعة 30 كم/ساعة. وقد أُعلنت هذه النتائج في الفترة ما بين 18 و19 مايو 2026، وهي تمثل تقدماً في التقنيات الرئيسية للمشروع الذي يهدف مستقبلاً إلى وضع محطة شمسية كبيرة في المدار الجغرافي الثابت.
الوضع الحالي للمشروع
هذا النظام هو نظام تحقق أرضي وليس نموذجاً أولياً مدارياً. ويجري العمل عليه في الجامعة منذ عدة سنوات؛ ففي عام 2022 تم بناء منصة اختبار بطول 75 متراً. أما المرحلة الجديدة فهي عبارة عن نظام مُحسّن يتميز بالقدرة على النقل متعدد النقاط ودقة أفضل في التوجيه. ولا يزال الطريق طويلاً قبل الإطلاق الفعلي إلى المدار ونقل الطاقة إلى الأرض من مسافة آلاف الكيلومترات، إذ تتضمن الخطط نموذجاً تجريبياً بقدرة ميجاوات في المدار بحلول عام 2030 تقريباً، مع خطط لأنظمة أكبر لاحقاً.
كيف يعمل النظام
ستقوم الألواح الشمسية في المدار بتجميع الطاقة على مدار الساعة تقريباً دون فقدان ناتج عن الغلاف الجوي أو غياب ضوء الشمس ليلاً. يتم تحويل الكهرباء إلى موجات دقيقة تُوجه في حزمة ضيقة نحو هوائيات استقبال أرضية (ريكتينات)، حيث تُحول مرة أخرى إلى كهرباء. وتتمثل التحسينات الرئيسية في الاختبار الحالي في دقة التحكم في الحزمة، وتقليل الفاقد، والقدرة على العمل مع عدة مستقبلات متحركة. وهذا ما يميز النظام عن التجارب المخبرية السابقة التي كانت فيها المسافات أقصر والقدرات أقل.
التحديات الرئيسية
على الرغم من هذا التقدم، لا تزال هناك سلسلة من العقبات الخطيرة.
أولاً، مسألة التوسع: من 100 أمتار على الأرض إلى 36 000 كيلومتر في المدار الجغرافي الثابت، حيث سيتطلب الأمر توجيهاً دقيقاً للغاية للحزمة نحو أهداف متحركة بالنسبة للأرض.
ثانياً، الكفاءة؛ فنسبة 20.8% للتحويل من التيار المستمر إلى التيار المستمر على مسافة قصيرة تعني أن الخسائر ستكون أعلى على المسافات الحقيقية، كما أن الجدوى الاقتصادية العامة للنظام لا تزال غير واضحة.
ثالثاً، السلامة: يجب أن تكون حزم الموجات الدقيقة القوية آمنة للطيران والطيور والبشر في منطقة الاستقبال.
رابعاً، تكلفة إطلاق وصيانة الهياكل العملاقة في المدار، بالإضافة إلى المسائل التنظيمية والدولية المتعلقة باستخدام الفضاء المداري وترددات نقل الطاقة.
مقارنة مع البدائل يتمتع نظام نقل الطاقة بالموجات الدقيقة، الذي تطوره الصين، بـ «نضج» معين مقارنة بنظام الليزر: فهو يخترق الغلاف الجوي بشكل أفضل عند ترددات معينة وأقل تأثراً بالظروف الجوية. ومع ذلك، تسمح أنظمة الليزر باستخدام أجهزة استقبال أصغر حجماً. وبالمقارنة مع توليد الطاقة الشمسية الأرضي المدعوم بالبطاريات، يوفر الخيار الفضائي توليداً مستمراً للطاقة ولكنه يتطلب استثمارات رأسمالية هائلة. وتبدو المفاعلات النووية الصغيرة (SMR) أو مصادر الطاقة المتجددة الأرضية مع تقنيات تخزين الطاقة أكثر واقعية للعقود القادمة.
الآفاق المستقبلية
يُعد الاختبار الحالي عرضاً تكنولوجياً مهماً يؤكد التقدم المحرز في التحكم في حزمة الموجات الدقيقة والنقل متعدد النقاط. وهو يقرب الصين من إمكانية إنشاء «محطات شحن مدارية» للأقمار الصناعية، و على المدى البعيد للأرض. ومع ذلك، لا يزال هناك العديد من المراحل الهندسية والاقتصادية التي يجب اجتيازها للانتقال من الكيلوواط الأرضي إلى الجيجاواط التجاري في المدار. وتتمثل الخطوات المنطقية التالية في توسيع نطاق الاختبارات الأرضية، وتحسين دقة التوجيه على مسافات طويلة، والتحضير للتجارب المدارية. يظل هذا المشروع واحداً من أكثر المشاريع طموحاً في قطاع الطاقة الفضائية العالمي، لكن تحقيق عوائده العملية سيتطلب وقتاً وموارد كبيرة.
