دارپا انرژی را از فاصله ۸٫۶ کیلومتری به‌صورت بی‌سیم ارسال کرد و با آن پاپ‌کورن درست کرد
از ارتش تا پاپ‌کورن: وقتی فناوری انتقال انرژی بی‌سیم، مرز تخیل و واقعیت را درنوردید!
در یکی از پایگاه‌های نظامی نیومکزیکو، پرتو لیزری قدرتمند خارج شد و بدون عبور از هیچ کابل یا سیمی، به‌سوی مقصدی ۸ کیلومتر آن‌سوتر روانه شد. تنها چند ثانیه بعد، در سمت دیگر آزمایش، نیروی منتقل‌شده با این پرتو، دستگاهی را روشن کرد تا پاپ‌کورن بسازد — نه فقط برای شوخی، بلکه برای اثبات یک جهش علمی.
پروژه‌ای که روزگاری آرزوی نیکولا تسلا بود، حالا در دست نیروی دفاعی آمریکا (DARPA)، رنگ واقعیت گرفته است. آنچه به نام «انتقال انرژی بی‌سیم با لیزر» (Wireless Power Transfer) شناخته می‌شود، در حال تبدیل شدن به ابزاری جدی برای حل بحران‌های انرژی در موقعیت‌های جنگی و فاجعه‌محور است.
این پیشرفت، می‌تواند جهان را از محدودیت‌های سوخت و کابل‌های فیزیکی خلاص کند. اما چه چیزی این آزمایش خاص را تا این حد مهم و متمایز کرده است؟
انقلاب انرژی بی‌سیم: از رؤیای تسلا تا واقعیت دارپا
ایدهٔ انتقال انرژی بدون سیم به قرن نوزدهم و نیکولا تسلا بازمی‌گردد؛ اما در آن زمان، فناوری برای تحقق این رؤیا آماده نبود. در دهه‌های اخیر، پژوهشگران موفق شدند مقادیر اندکی از انرژی را حتی از فضا به زمین منتقل کنند، اما اغلب این انتقال‌ها در مقیاس میلی‌وات انجام می‌شدند. تفاوت آزمایش اخیر دارپا (DARPA) در این است که موفق شده‌اند بیش از ۸۰۰ وات انرژی را با استفاده از یک پرتوی لیزری (Laser Beam) به فاصله ۸٫۶ کیلومتر برسانند، آن هم تنها در ۳۰ ثانیه. این میزان توان، برای نخستین بار مرزهای فاصله و قدرت را در فناوری انتقال انرژی بی‌سیم به‌شدت گسترش داد.
پروژه POWER: چرا انتقال انرژی لیزری برای ارتش حیاتی است؟
هدف پروژه‌ی جدید دارپا با عنوان رسمی «سیستم نوری پایدار انتقال انرژی» (Persistent Optical Wireless Energy Relay یا POWER)، پاسخ به نیازهای حیاتی ارتش در میدان‌های نبرد و مناطق بحران‌زده است. دستیابی به انرژی در چنین شرایطی، معمولاً بسیار پرهزینه، زمان‌بر و پرخطر است. با استفاده از این سیستم، می‌توان انرژی را از هر نقطه‌ای که تولید آن آسان است، بی‌درنگ به نقطه‌ای دوردست فرستاد. این دستاورد، به‌طور بالقوه می‌تواند طراحی تجهیزات نظامی را دگرگون کند، چرا که دیگر وابسته به سوخت فسیلی یا باتری‌های محدود نخواهند بود. پرتو لیزری می‌تواند منبعی پایدار و امن برای تغذیهٔ تجهیزات هوایی، زمینی یا حتی پهپادها باشد.
پشت‌پرده آزمایش: لیزر چگونه انرژی را انتقال داد؟
در این آزمایش خاص که در شرایط دشوار جوی نیومکزیکو انجام شد، پژوهشگران پرتوی لیزر را از منبعی زمینی به گیرنده‌ای در فاصلهٔ ۸٫۶ کیلومتری شلیک کردند. نور وارد یک دریچهٔ کوچک در گیرنده شد و پس از بازتاب از یک آینه سهمی‌وار، بر سلول‌های خورشیدی متمرکز گشت. این سلول‌ها نور را دوباره به برق مفید تبدیل کردند. طراحی گیرنده به گونه‌ای بود که اجازهٔ خروج نور اضافی را نمی‌داد و از اتلاف انرژی جلوگیری می‌کرد. این آزمایش نشان داد که حتی در شرایط دشوار جوّی و با مسیر افقی، این فناوری قابل اعتماد است.
کارایی یا قدرت؟ تمرکز روی فاصله، نه بازدهی
هدف از این آزمایش، بیش از آن‌که دستیابی به حداکثر بازدهی باشد، ثبت یک رکورد در فاصله بود. با این حال، تیم توانست حدود ۲۰ درصد بازده تبدیل انرژی را ثبت کند که در فناوری‌های نوری یک رقم امیدوارکننده محسوب می‌شود. پیش از این، بیشینه رکورد موجود ۲۳۰ وات در فاصله ۱٫۷ کیلومتر بود. این یعنی دارپا توانسته‌است به‌لحاظ توان و مسافت، تمامی دستاوردهای قبلی را پشت سر بگذارد. اما سؤال اصلی همچنان باقی است: آیا این فناوری در مقیاس وسیع نیز کاربردی خواهد بود؟
از پاپ‌کورن تا پهپاد: آینده کاربردی انرژی لیزری
در این آزمایش، تیم بخشی از انرژی منتقل‌شده را صرف روشن‌کردن دستگاه پاپ‌کورن کرد؛ اشاره‌ای شوخ‌طبعانه به فیلم علمی‌تخیلی «نابغه واقعی» (Real Genius) که در آن لیزر، یک خانه را با پاپ‌کورن منفجر می‌کند. اما پشت این شوخی، هدفی جدی نهفته است. دارپا در آینده می‌خواهد از این فناوری برای تغذیهٔ وسایلی مانند پهپادهای شناسایی یا ارتباطی استفاده کند، بدون آن‌که نیاز به باتری یا سوخت داشته باشند. این یعنی حضور پیوسته، سبک و بی‌نیاز از بازگشت به پایگاه. دنیایی که در آن انرژی، همچون داده، بی‌سیم و آنی منتقل شود، دیگر دور از دسترس نیست.
خلاصه:
انتقال انرژی بی‌سیم با استفاده از پرتوهای لیزری، اکنون از مرحلهٔ آزمایش‌های نمادین عبور کرده و وارد مرحله‌ای عملیاتی شده است. فناوری دارپا نشان می‌دهد که انرژی می‌تواند مانند اینترنت، بدون نیاز به سیم و سوخت، بین نقاط مختلف جابه‌جا شود. این تحول، هم در میدان نبرد، هم در صنایع غیرنظامی، پتانسیل دگرگون‌کننده دارد. آینده‌ای که در آن، انرژی را با دقت یک پرتو نور مدیریت می‌کنیم، دیگر تخیلی نیست.
آیا انرژی روزی مانند داده‌ها در اینترنت می‌توانند منتقل شوند؟!
همان‌طور که داده‌ها بدون کابل منتقل می‌شوند، آیا روزی خواهد رسید که انرژی نیز چنین راهی را برود؟ پروژه‌هایی مثل POWER در حال باز کردن مسیرهایی هستند که تا دیروز فقط در داستان‌های علمی‌تخیلی می‌دیدیم. شاید آینده‌ای نزدیک‌تر از آنی باشد که تصور می‌کنیم، با نیروگاهی در فضا و پرتوهایی که بی‌وقفه انرژی را به زمین می‌فرستند.
❓ سؤالات رایج (FAQ):
۱. آیا واقعاً می‌توان انرژی برق را از راه دور و بدون سیم منتقل کرد؟
بله، فناوری‌هایی مانند پرتو لیزری و امواج مایکروویو می‌توانند انرژی را تا چند کیلومتر منتقل کنند، همان‌طور که در پروژه دارپا نشان داده شد.
۲. هدف اصلی پروژه POWER چیست؟
هدف اصلی، تأمین انرژی آنی در میدان‌های جنگ یا مناطق بحران‌زده بدون نیاز به زیرساخت‌های پیچیده و پرهزینه است.
۳. چه مقدار انرژی در آزمایش دارپا منتقل شد؟
در آزمایش اخیر، بیش از ۸۰۰ وات انرژی طی ۳۰ ثانیه به فاصله ۸٫۶ کیلومتری منتقل شد.
۴. بازده تبدیل انرژی در این سیستم چقدر است؟
در این مرحله حدود ۲۰ درصد انرژی منتقل‌شده به برق مفید تبدیل شد که برای سیستم‌های نوری بازده مناسبی محسوب می‌شود.
۵. آیا این فناوری فقط کاربرد نظامی دارد؟
خیر، در آینده می‌توان از آن برای تغذیهٔ پهپادها، ماهواره‌ها، یا حتی انتقال انرژی خورشیدی از فضا استفاده کرد.
۶. چرا از پاپ‌کورن در آزمایش استفاده شد؟
برای نمایش ساده و ملموس عملکرد سیستم و اشاره طنز به یک فیلم سینمایی علمی‌تخیلی.
