458

إلى أكسجين باستخدام ضوء الشمس فقط أثناء إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون. أيضا تتمتع هذه الأنظمة المتكاملة بميزة الاستخدام المباشر للطاقة الشمسية ويمكن أن توفر الوزن على الرحلات الفضائية طويلة المدى مقارنة بالأنظمة التقليدية المســتخدمة حاليًا فــي محطة الفضاء الدولية - مما يجعل السفر إلى الفضاء أكثر كفاءة. حاجة الطاقة في الفضاء بحسب ما ورد في بيان جامعة وارويك هناك حاجة ماسة إلى مصادر طاقة فعالة وموثوقة في الفضاء لتمكين استكشاف نظامنا الشمسي. حيث انه ســيتم تثبيت هذه التقنية على القمر والمريخ لحصاد الطاقة الخضراء للمساعدة في تشغيل الصواريخ واستكمال في خطوة جديدة لدعم الحياة على القمر والمريخ يعمل الباحثون في التكنولوجيا المستدامة على حصاد الطاقة الشمسية فــي الفضاء، للاســتفادة منها في عدة أغراض مثل الســفر الى الفضاء على المــدى الطويل، كرحلات الســفر الى المريخ التي تستغرق عادة نحو عامين، والتي يتعثر فيها إرسال إمدادات الموارد من الأرض، وأبرزها امدادات الوقود والأكسجين. وفي هذا الاتجاه قام العلماء في جامعة ، في University of Warwick وارويك إنجلتــرا، بتطوير تقنيــة جديدة يمكنها تحويل الطاقة الخضراء المتجددة من خارج الغلاف الجوي للأرض، والتي تعمــل على امتصاصضوء الشــمس على القمر والمريخ، تعرف باسم “أشباه “، وهي semiconductor الموصلات ناتج جمع أجهزة تعرف باسم “أجهزة artificial التمثيل الضوئي الاصطناعية .” photosynthesis devices ومن المتوقع أن تعمل هذه التقنية على تمكيــن العلماء من استكشــاف نظامنا الشمسي، حيث انها تمتلك القدرة على مساعدة رواد الفضاء على التنفس على ســطح المريخ، إضافة الى قدرتها في إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون، من أجل حلول الطاقة المستدامة في استكشاف الفضاء. التمثيل الضوئي الاصطناعي The Con� وفقا لتقرير ذا كونفرزيشن ، فــان الحياة على الأرض versation تدين بوجودها لعملية التمثيل الضوئي، مليار ســنة، 2 . 3 وهــي عملية عمرها وبواســطتها تتمكن النباتات والكائنات الأخرى من جمع ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون مع تحويلها إلى أكســجين وطاقة على شكل سكريات، كمــا يعتبر التمثيــل الضوئي جزءًا لا يتجــزأ من عمــل الأرض لدرجة أننا نعتبره إلى حد كبير أمرًا مفروغًا منه. اما التمثيل الضوئي الاصطناعي فهي عمليــة تحاكي عملية التمثيل الضوئي الطبيعية لتحويل ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات وأكسجين، حيث يستخدم مصطلح التمثيل الضوئي الاصطناعي بشكل شائع في التقاط وتخزين الطاقة من ضوء الشمس في الروابط الكيميائية للوقود الشمسي، وايضا يحول تقسيم الماء المحفز ضوئيًا إلى هيدروجين وأكسجين، إضافة إلى أن عملية التمثيل الضوئي الاصطناعي تعمل على تقليل ثاني أكســيد الكربون الناتج عن الضوء. تطوير أجهزة التمثيل الضوئي الصناعي وفقا للدراسة التي نشرتها دورية نتشر ، Nature Communications كومينيكيشنز يونيو/ حزيران 6 في عددها الصادر يوم الجاري، فإن التطــورات الحديثة في أجهــزة التمثيل الضوئي الاصطناعي قد تكون مفتاحًا للبقاء والازدهار بعيدًا عــن الأرض، ومن هذه التطورات ما قام به العلماء في جامعة وارويك، في تطوير تقنيتهم الجديدة التي تعرف باسم (أشباه الموصلات) لامتصاص ضوء مستدامة، مع توفر ضوء الشمس بكثرة في الفضاء ،حيث أظهرنا كيف يمكن أن يكون هذا المصدر تستخدم لحصد الطاقــة - مثل النباتات الموجودة على الأرض - لأنظمة دعم الحياة للسفر في الفضــاء على المدى الطويل، إذ يمكن أن توفــر هذه التقنية ا إنتاجًا وافرًا من الأكســجين وإعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون على كل من القمر والمريخ”. وأضافت البروفيســورة صوفيا هوسنر ، في مدرسة البوليتكنيك Sophia Haussener الاتحادية في لوزان سويسرا: “في هذه الدراسة ، نحدد أخيرًا إمكانات هذه الأجهزة للاستخدام خارج الأرض ونقدم إرشادات ■ التصميم الأولية لتنفيذها المحتمل” ًهل يمكن أن يكون التمثيل الضوئي الاصطنـــــــــــاعي مفتاحًا لاستدامة الحياة خارج الأرض؟ أنظمة دعم الحياة لإنتاج الأكسجين والمواد الكيميائية الأخرى بالإضافة إلى إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون. ويضيــف بيــان جامعــة وارويك: إن الرؤى المكتسبة في هذه الدراسة فيما يتعلق بتحسين كفاءات الأجهزة تغذي أيضًا تحسينها لتطبيقات الأرض وتوفر أيضًا رؤى حول أداء الخلايا الشمسية التقليدية في الفضاء. وقالت الأســتاذة Katha� اعدة كاتارينا برينكرت � المسـ ، قســم الكيمياء، جامعة rina Brinkert وارويك في تصريحهــا الذي تضمنه بيان جامعة وارويك: “يواجه استكشاف الإنســان للفضاء نفس التحديات التي يواجهها انتقال الطاقة الخضراء على الأرض، فكلاهما يتطلب مصادر طاقة الشمس على القمر والمريخ. وبحسب البيان الصحفي الصادر من جامعة وارويك فأن تقنية أشــباه الموصلات، هي عبارة عن تطوير لأجهزة التمثيل الضوئي الاصطناعي والتي تم حشدها في جهــاز واحد أثقل وزناً ولكن أكثر كفاءة وتعمل عند درجة حرارة الغرفة، كما انهــا تقنية تقوم كل يوم بالمعالجة الكيميائية لتوليد الطاقة، وذلك لمساعدة صناعة الفضــاء على أن تصبح أكثر استدامة. وبالإضافة إلى ذلك فان الجهاز المقترح يستخدم مواد شبه موصلة مغلفة بمحفزات معدنية بدلاً لكلوروفيل في دعم التفاعل الكيميائي المطلوب لامتصاص الضوء. أيضاً تخضع التقنية الجديدة والمتطورة من “أجهزة التمثيل الضوئي الاصطناعية” لنفس العمليات التي تحافظ على النباتات حيــة على الأرض - فهي تحول الماء 44 45 2023 ) - يوليو 458 العدد ( الجمعيةالكويتيةلحمايةالبيئة الجمعيةالكويتيةلحمايةالبيئة 2023 ) - يوليو 458 العدد ( إعداد: اليمن د. عبدالحكيم محمود - مرصد البيئة مرصد البيئة