رؤیای پرواز چندماهه هواپیماهای خورشیدی به واقعیت نزدیک شد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، شناور نگهداشتن یک هواپیمای خورشیدی در آسمان پس از غروب آفتاب نیازمند یک معادله مصالحه سخت است. باید باتری‌های بزرگ‌تر انرژی بیشتری ذخیره کنند اما ممکن است وزنشان سبب شود هواپیما برق بیشتری مصرف کند.

اکنون یک تحقیق جدید هدفی برای ارتقای عملکرد باتری‌ها مشخص کرده که به هواپیماهای بدون سرنشین کمک می‌کند به مدت چند هفته یا چند ماه در آسمان پرواز کنند.

تحلیل محققان این پروژه تراکم انرژی ۵۰۰وات ساعت بر کیلوگرم را به عنوان یک آستانه مهم برای پرواز خورشیدی در مناطقی که شرایط جوی اجازه می‌دهد، تشخیص داده است.

چنین هواپیمایی می‌تواند در لایه استراتوسفر، حدودا ارتفاع ۶۰ هزار فوتی زمین پرواز کند و مشاهداتی برای تحقیقات هواشناسی، ردیابی طوفان‌ها و رصد حیات وحش جمع آوری کند. پنل‌های خورشیدی در عملیات‌های روزانه برق را تامین و باتری‌ها را شارژ می‌کنند تا پرواز در شب نیز ادامه یابد.

کرگ ماسکارنهاس، رهبر این تحقیق در آزمایشگاه جیم اندرسون هاروارد این چالش مهندسی را توضیح داده است. وی در این باره می‌گوید: این رابطه ریاضی دایره واری است که به در آن به ذخیره انرژی بیشتری نیاز است اما باتری‌ها سنگین تر می‌شوند. بنابراین به انرژی بیشتری برای راندن آن‌ها در هوا نیاز است.

پژوهشگران استدلال می‌کنند در توسعه باتری چنین هواپیماهایی باید تراکم انرژی در اولویت قرار گیرد که نشان می‌دهد یک باتری چه میزان انرژی را نسبت به وزنش ذخیره می‌کند.

تراکم انرژی که نشان می‌دهد انرژی با چه سرعتی ارائه می‌شود، در اینجا اهمیت کمتری دارد. این هواپیما نیازمند انرژی اندکی است اما باید ذخیره انرژی کافی برای ادامه پرواز در شب را حمل کند.

آستانه پیشنهادی تقریبا دو برابر مقدار حدود ۲۵۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم است که برای باتری‌های خودروهای الکتریکی تجاری ذکر شده است. باتری‌های آزمایشی و تخصصی هم‌اکنون به چگالی انرژی حدود ۴۰۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم می‌رسند و این موضوع دستیابی به هدف موردنظر را نزدیک‌تر کرده است؛ هرچند هزینه همچنان یک مانع محسوب می‌شود.

ماسکارنهاس گفت: تقریبا به این هدف رسیده‌ایم. این نوع باتری‌ها در حال حاضر بسیار گران هستند، اما قیمت آن‌ها با سرعت زیادی در حال کاهش است.

این یافته‌ها به‌جای آنکه نشان‌دهنده ساخت یک باتری جدید یا انجام یک ماموریت پروازی چندماهه باشند، یک هدف برای توسعه فناوری تعیین می‌کنند. همچنین، دستیابی به پرواز مداوم و طولانی‌مدت به شرایط جوی منطقه‌ای نیز بستگی خواهد داشت.