קרני לייזר המופעלות על ידי השמש מתקרבות עוד צעד קטן להפוך למציאות לאחר שחוקרים קיבלו מימון לפיתוח הטכנולוגיה החלוצית. לייזרים אלה יכולים בסופו של דבר לעזור להניע בסיסים ומשימות ירח למאדים, ולתרום לפתרונות אנרגיה ברי קיימא על פני כדור הארץ, אומרים מדענים.
ביוני הודיע צוות החוקרים הבינלאומי שקיבל מענק של כ-4 מיליון אירו (1.2 מיליון דולר) מהמועצה האירופית לחדשנות ומ-Innovate UK לפיתוח טכנולוגיית לייזר מונעת סולרית בהשראת חיידקים פוטוסינתטיים.
"בקבוצה שלי, אנחנו מבלים זמן רב במחשבה על קצירת אור מלאכותי ועל מה אנחנו יכולים ללמוד מהטבע",אריק גאגר, חוקר קוונטים באוניברסיטת Heriot-Watt בסקוטלנד, המעורב בשיתוף הפעולה, סיפר בראיון ל- Live Science. "אם זה אפשרי בטבע, אנחנו צריכים להיות מסוגלים לנצל השפעות דומות במערכות מלאכותיות."
לייזרים המונעים מאור השמש הם לא מושג חדש - הראשון היההפגין ב-1963, שלוש שנים בלבד לאחר בניית הלייזר הראשון. אבל אור שמש רגיל הוא דליל מכדי להפעיל לייזר ביעילות. לייזרים המופעלים על ידי שמש דורשים בדרך כלל אופטיקה מורכבת וכבדה כדי להעצים את אור השמש לפחות פי אלף. המשקל של הרכיבים הללו אומר שזה מאתגר לשלוח אותם לחלל.
קָשׁוּר:
כדי להתגבר על האתגרים הללו, גאגר ועמיתיו יפנו לחיידקים שחיים בחושך עמוק באוקיינוס. לחיידקים אלה יש מבנים רגישים ביותר לקצירת אור שיכולים לקלוט כמעט כל פוטון שהם פוגשים. מבנים אלו מאפשרים לחיידקים לבצע פוטוסינתזה גם בתנאי תאורה נמוכים מאוד. על ידי חילוץ מבני קציר אור אלה ושכפולם במעבדה, הצוות מקווה לרכז את אור השמש הסביבתי מספיק כדי להפעיל לייזר, אמר גאוג'ר.
הפעלת בסיסי ירח ומשימות בין-פלנטריות
הוא ועמיתיו תיארו כיצד מערכת כזו עשויה לעבוד בשנת 2021 נְיָר. במערכת המוצעת, המבנים לוכדים את אור השמש הנכנס, ואז מעבירים את האור לחומר מוצק, כמו גביש. האלקטרונים באטומים של החומר הזה סופגים אנרגיה מהאור ואז משחררים את האנרגיה הנוספת הזו כאור לייזר.
עם המענק החדש, הצוות מתכנן לפתח חומרים פולטי לייזר חדשים שיכולים להתממשק עם המבנים הפוטוסינתטיים של החיידקים.
ברגע שמערכת הלייזר תהיה מקוונת, היא יכולה לעזור להפעיל לוויינים, בסיסי ירח ואפילו משימות למאדים, על פיהַצהָרָה. מכיוון שקרני הלייזר נשארות צרות וממוקדות היטב למרחקים ארוכים, הן יכולות להעביר אנרגיה למערכות רחוקות. לדוגמה, לייזר סולארי שנבנה על תחנת חלל יכול להפעיל את התחנה הזו או לשלוח חשמל ללוויין סמוך, או אפילו לכדור הארץ. באתר הקליטה, ניתן היה להמיר את האנרגיה מאור הלייזר לחום או לחשמל.
הלייזרים המונעים על ידי השמש יכולים גם לתמוך במעבר לכיוון אנרגיה מתחדשת על פני כדור הארץ, אמר גאגר.
"הם יכולים, למשל, לעזור לך לפצל מים, להניע כימיה, לסנתז דשנים ולעזור בתהליכים הדורשים חלק ניכר מהאנרגיה שאנו מייצרים כיום, כולל ממקורות מאובנים", אמר גאוג'ר. "הם לא מתכוונים לפתור את כל הבעיות שלנו ישירות, אבל הם עשויים לשחק חלק קטן באתגר העומד בפנינו לעבור לאנרגיות נקיות ובעלות קיימא".
הצוות מתכנן לפתח אב טיפוס לייזר בשלוש השנים הקרובות.
