Andrea Viale (ග්ලාස්ගෝ විශ්ව විද්‍යාලය)

පෘථිවියේ සූර්ය ගොවිපලවල් දිනපතා වැඩි කාලයක් ක්‍රියා කරවීමට කක්ෂගත පරාවර්තකයන්ට හැකිවෙයි.

කර්තෘ Onur Çelik අභ්‍යවකාශ තාක්ෂණය පිළිබඳ පශ්චාත් ආචාර්ය පර්යේෂණ සහායක, ග්ලාස්ගෝ විශ්ව විද්‍යාලය

1993 පෙබරවාරි 5 වැනි දින සීතල ‍රැයේ,  ඔබ යුරෝපයේ සිට අහස දෙස බලා සිටියේ නම්, සමහර විට ඔබටත් ක්ෂණිකව පැතිර ගිය අඳුරු ආලෝකයක් දැකීමට අවස්ථාවක් ලැබෙන්නට ඇති. එම ක්ෂණික එළිය පැමිණියේ Znamya-2 නම් රුසියානු අභ්‍යවකාශ දර්පණ අත්හදා බැලීමෙනි.

Znamya-2  යනු අභ්‍යවකාශ යානයකින් දිග හරින ලද ඇලුමිනියම් තීරු (Znamya යනු රුසියානු භාෂාවෙන් “බැනරය” යන්නයි) වැනි මීටර් 20 පරාවර්තක ව්‍යුහයකි. මෙම අභ්‍යවකාශ යානය රුසියානු මිර් අභ්‍යවකාශ මධ්‍යස්ථානයෙන් ඉවත් මිදුණා පමනකි. එහි ඉලක්කය වූයේ සූර්ය ශක්තිය අභ්‍යවකාශයේ සිට පෘථිවියට පරාවර්තනය කළ හැකි බව පෙන්වීමයි.

ඒ සඳහා කැඩපතක් අභ්‍යවකාශ ගත කළ පළමු සහ එකම අවස්ථාව මෙයයි. එහෙත්, දශක තුනක් ගතවූ කල, සගයන් සහ මම මෙම තාක්ෂණය වැත නැවත යොමුමට කාලය එළඹ ඇතැයි විශ්වාස කරමු.

අභ්‍යවකාශයේ සූර්ය බලශක්ති මධ්‍යස්ථාන ඉදිකර පෘථිවියට ශක්තිය සම්ප්‍රේෂණය කිරීමේ යෝජනා මෙන් නොව, මේ තාක්ෂනය යටතේ සියලු බල උත්පාදනය  මෙහිම සිදුවනු ඇත. වඩාත් වැදගත් කාර්නය නම්, මෙම පරාවර්තක මගින් සෘජු හිරු එළිය නොලැබෙන විට පවා සූර්ය ගොවිපලවලට විදුලිය උත්පාදනය කිරීමට උපකාර කළ හැකිවීමයි — විශේෂයෙන්ම, සවස් කාලයේ සහ උදේ පාන්දර පිරිසිදු බලශක්ති සඳහා ඉල්ලුම වැඩි වේ. සගයන් සහ මා මෙම සංකල්පය හඳුන්වන්නේ, “කක්ෂගත සූර්ය පරාවර්තක” ලෙසයි.

Znamya-2 ප්‍රංශයේ සිට රුසියාව දක්වා යුරෝපය හරහා ගමන් කරන කිලෝමීටර 5ක් පළල දීප්තිමත් ආළොක ඪාහාරක ජනනය කළේය. RSC Energia (РКК , CC BY-SA

පුරෝගාමී රොකට් විද්‍යාඥ හර්මන් ඔබර්ත් 1929 දී තරම් ඈතක  විශාල නගර සහ නැව් මාර්ග ආලෝකමත් කිරීම සඳහා සූර්යාලෝකය විහිදුවන අභ්‍යවකාශයේ  පරාවර්තකයක් විභවය හඳුනා ගත්තේය. මෙම පරාවර්තක ඉතා විශාල, සිහින් සහ අතිශය සැහැල්ලු බරින් යුක්ත වන අතර, කිමිදුම් ඇඳුම් ඇඳගත් ගගනගාමීන් විසින් අභ්‍යවකාශයේ ඉදිකරන ලද ඒවා බවට ඔහු අනාවැකි පළ කළේය.

සගයන් හා එක්ව මා මෑතකදී පර්යේෂණ  පත්‍රිකාවක් ප්‍රකාශයට පත් කළ අතර එහි, ආසන්න කාලීනව සූර්ය පරාවර්තක කක්ෂගත කිරීමේ හැකියාව ගවේෂණය කළ අතර අපි හිතන්නේ දැන්, දැන් දියුණු වෙමින් පවතින තාක්ෂණයන්ට ස්තුතිවන්තට ඔබර්ත්ගේ දැක්ම සැබෑවක් පත් කර ගන්නට පුළුවන් විය හැකි බවයි. අභ්‍යවකාශයේ ව්‍යුහයන් නිෂ්පාදනය කිරීමට සහ එකලස් කිරීමට හැකි රොබෝ අභ්‍යවකාශ යානා එවැනි එක් තාක්ෂණයකි. එවැනි විශාල ව්‍යුහයන් තැනීමට අවශ්‍ය පරාවර්තක සහ අනෙකුත් ද්‍රව්‍ය SpaceX හි දැවැන්ත Starship වැනි නවීන රොකට් මගින් දියත් කළ හැකිය.

සූර්ය බලශක්ති ගොවිපලක් හරහා  පරාවර්තකයක් ගමන් කරන සෑම අවස්ථාවකම, එය සූර්ය ගොවිපල සහ එහි ආසන්න වටපිටාව ආලෝකමත් කිරීමට හැකිවන පරිදි කෝණ ගත කළ හැකිය. “පසුකර යන සෑමඅවස්තාකම”  සූර්ය බලාගාරයේ “දිව්ව් කාලය” දිගු කරන අතර එම නිසා එහි එහි විදුලිය උත්පාදනය කකල හර්කි වේලාවන් ද දිගුවෙයි.

පරාවර්තකන්ට විශාල සූර්ය ගොවිපලක් දු‍ටු විට, සූර්යාලෝකය ඒ දෙසට හරවා ඉබේටම යොමු කිරීමේ හැකියාව ඇත. Andrea Viale, University of Glasgow; NASA (for Earth texture)

පරාවර්තක තවදුරටත් සූර්ය ගොවිපල ආලෝකවත් කළ නොහැකි වූ විට, එය  බිමට ආලෝකය පරාවර්තනය නොවන පරිදි කරකැවිය හැක. මේ හේතුව නිසා, පොළොව මත සිදුකෙරෙන තාරකා විද්‍යාත්මක නිරීක්ෂණවලට ඇති විය හැකි බාධා අවම වනු ඇතැයි අපි අපේක්ෂා කරමු.

km10ක ප්රදේශයක් ආලෝකමත් කරන්න

පරාවර්තක අපට  කිලෝමීටර 900ක් ඉහළින් කක්ෂගතව වීමත් සමඟ – මෙය ජාත්‍යන්තර අභ්‍යවකාශ මධ්‍යස්ථානයේ උන්නතාංශය මෙන් දෙගුණයක් පමණ වේ – අප ඇස්තමේන්තු කරන්නේ පෘථිවියේ ආලෝකමත් ප්‍රදේශය එහි දීප්තිය ඇති විට ආසන්න වශයෙන් හරහට් කිලෝමීටර 10 ක් පමණ වන බවයි. එමනිසා, මෙවැනි පද්ධතියක් ඉලක්ක කරගන්නේ තනි තනිව වහල මත ඇති සූර්ය පැනල නොව සාමාන්‍යයෙන් ජනාකීර්ණ ප්‍රදේශවලින් ඈතින් පිහිටි විශාල සූර්ය බලශක්ති ගොවිපලවල්ය.

විභව ඉලක්කයක්? ඉන්දියාවේ කාන්තාරයක ඇති විශාල භද්ලා සූර්ය උද්‍යානය එක් කොනක  සිට අනෙක් කොනට  කිලෝමීටර 14 (සැතපුම් 8.7) කි. Google Maps, CC BY-SA

පරාවර්තක ස්ථානය පසුකර යන සෑම  එකක්ම වාරයකදීම උදේ පාන්දර හෝ සවස් වන විට විනාඩි 15 සිට 20 දක්වා බලශක්ති උත්පාදනය දිගු කරයි. මෙය වැදගත් වන්නේ එම පැය කිහිපිය විදුලි ඉල්ලුම ඉහළ මඅට්ට්මක පත්වන අතර බොහෝ විට සුළං සහ සූර්ය බලයෙන් ජනනය වන ප්‍රමාණය ඉක්මවා යන බැවිනි; ඒ කියන්නේ, ඊට හිලව් වශයෙන් ගල් අඟුරු සහ ගෑස් බලාගාර භාවිතා කිරීමට සිදුවෙයි. එබැවින් දිවා කාලයේ ශක්තිය ගබඩා කිරීමකින් තොරව ෆොසිල ඉන්ධන භාවිතය අවම කිරීමට පරාවර්තක උපකාර විය හැක.

එකම කක්ෂයේ මෙම පරාවර්තක බහු සූර්ය ගොවිපළවල් සඳහා සේවා සපයීමට හැකි තරම් ඉහළ මට්ටමක පවතී. විශේෂයෙන් අව්ව සහිත ප්‍රදේශවල නව සූර්ය ගොවිපළවල් තැනිය යුත්තේ කොතැනදැයි දැනුම් දීමට පවා ඒවායේ  කක්ෂ භාවිතා කළ හැකිය.

අපගේ යෝජනාව මීටර් 250 ක් දිග පැති සහිත ෂඩ්‍රස්රාකාර පරිවර්තක භාවිතා කිරීමයි. එකක බර ටොන් 3 ක් පමණ වේ. මෙයාකාර බර දෙයක් අභ්‍යවකාශ ගත්කිරීම  සඳහා දැනට කිලෝග්‍රෑමයකට ඩොලර් දහස් ගණනක් වැය වනු ඇත, එහෙත් මෙවන් ගමන් වල පිරිවැය පහත වැටීමේ ප්‍රවණතාවක් පවතී. පිරිවැය, කිලෝවකට ඇමරිකානු ඩොලර් සිය ගණනකට අඩු කළහොත්, වසර කිහිපයක් ඇතුළත කක්ෂගත පරාවර්තක ස්වශක්ත හෙවත් පවත්වා ගෙන යා හැකි මට්ටමකට පත්වනු ඇතැයි අපි අපේක්ෂා කරමු.

අභ්‍යවකාශ යානා සාමාන්‍යයෙන් සැලසුම් කිරීමට, ගොඩනැගීමට සහ ක්‍රියාත්මක වීමට බොහෝ කාලයක් ගතවන බැවින් මෙවැනි පද්ධතියක කාබන් පියසටහන(carbon footprint) තක්සේරු කිරීම අපහසු වුවද, මෙම පරාවර්තක වසර 20 සිට 30 දක්වා ක්‍රියාත්මක වනු ඇතැයි අපි අපේක්ෂා කරමු. සම්පූර්ණ ජීවන චක්‍ර තක්සේරුවක් සැකසීම  සඳහා තවදුරටත් පර්යේෂණ අවශ්‍ය වනු ඇති නමුත් දිගු කාලීනව, පරාවර්තකඒවායේ කාබන් පියසටහන ඉක්මවා යාමට ප්‍රමාණවත් තරම් පිරිසිදු ශක්තියක් ජනනය කිරීමට උපකාරී වනු ඇතැයි අපි අපේක්ෂා කරමු.

මින්පසු රාත්‍රී කාලයක් නැතුව යා ද?

 Znamya-2 අත්හදා බැලීමේ ප්‍රවෘත්තිය නිව් යෝර්ක් ටයිම්ස් පුවත්පතේ පළ වී දින තුනකට පසු, පාඨකයෙක් කර්තෘට ලිපියක් ලියමින් අසා සිටියේ ‘මින් මතුවට අපට අපේ රාත්‍රී කාලය අත්හරින්නට සිදුවේදැයි” යනුවෙනි. කෙටි පිළිතුර නම් “නැත” යන්නයි.

එහි දීප්තිය උපරිම අවස්ථාවේ දී වුවද, එක් එක් පරාවරතකයක ආලෝක මට්ටම් පරාවර්තකයකට මිනිත්තු කිහිපයක් පමණක් පවතිනු ඇති අතර වළාකුළු පිරි දිනක අහසේ ආළෝක මට්ටම නොඉක්මවන බව අපි තක්සේරු කරමු. මෙයින් අදහස් කරන්නේ, ඔබ සූර්ය බලශක්ති ගොවිපලට ඉතා සමීපව නොසිටින්නේ නම්, බොහෝ වේලාවට ආලෝකය නොපෙනී යාමට පවා පුළුවන් බවයි — විශේෂයෙන්ම රාත්‍රී කාලයට සාපේක්ෂව අහස ඒ වනවිටත් තරමක් දීප්තිමත් වන අලුයම / සන්ධ්‍යා කාලයේ දී ට තරම් වත් නොවනු ඇත.

හර්මන් ඔබර්ත්ගේ 1929 කටු සටහනක්. Oberth / NASA / Internet Archive

අයෙකු සූර්ය බලාගාරයට ආසන්නයේ නම් මිස පරාවර්තකය පියවි ඇසට නොපෙනෙන බව ද අපි තක්සේරු කරමු. මෙම ඇස්තමේන්තුවලින්  යෝජනා කරනු ලබන්නේ සූර්ය බලශක්ති ගොවිපල වටා ඇති ස්වභාවික පරිසරයට මෙම පරාවර්තකයන්ගේ බලපෑම අවම විය හැකි බවයි. කෙසේවෙතත්, වැඩිදුර පර්යේෂණ අවශ්‍ය බව අපි පිළිගන්නෙමු.

පරාවර්තක පරණ වූ විට හෝ තවදුරටත් අවශ්‍ය නොවන විට, ඒවාට  අඩු තදබදයක් ඇති ඉහළ කක්ෂවලට සූර්යාලෝකය මත “යාත්‍රා” කිරීමට හෝ අඩු කක්ෂයකට “යාත්‍රා”කරමින් ආරක්ෂිතව දැවී යා හැක.

සූර්ය පරාවර්තක කක්ෂගත වීමට තවත් තරමක් කල්ගතවනු ඇති නමුත්  පිරිසිදු බලශක්තිය වෙත සංක්‍රමණය වේගවත් කිරීමට සහ දේශගුණික විපර්යාසවලට මුහුණ දීමට උපකාර කිරීම සඳහා අභ්‍යවකාශ සහ බලශක්ති අංශ සම්බන්ධ කිරීමේ ක්‍රමයක් ඒවා මගින් නියෝජනය කෙරේ.

මෙය ක්‍රියා කළ හැකි ආකාරය දක්වන වීඩියෝවක් මෙතැනින් නර්ඹන්න: Andrea Viale,  University of Glasgow

The Conversation (11th January, 2024) හී පල වූ Reflectors in space could make solar farms on Earth work for longer every day යන ලිපිය ඇසුරෙනි