فضای عمیق میتواند منابع پنهانی انرژی مانند ماده تاریک برای سوخترسانی به فضاپیماهای آینده داشته باشد. اما پیش از رسیدن به آن مرحله، یک موتور آزمایشی تازه نشان میدهد که حتی اکنون هم میتوان از فضای عمیق به عنوان منبع انرژی استفاده کرد؛ هرچند در مقیاسی کوچک که برای سفرهای میانستارهای کافی نیست.
این موتور که در مقالهای در نشریه Science Advances در ۱۲ نوامبر معرفی شده، هدفی بسیار سادهتر دارد اما همچنان یک گام مهم محسوب میشود. کاربرد اصلی آن تهویه گلخانهها و ساختمانهاست. این دستگاه که «موتور استرلینگ» نام دارد، اختلاف دما را به انرژی مکانیکی تبدیل میکند.
ویژگی خاص این نمونه آن است که سرمای مورد نیاز را از اعماق فضا دریافت میکند. بخش «گرم» همان گرمای طبیعی زمین است و بخش «سرد» چیزی بسیار سرد و بسیار دور: فضای عمیق. دو مهندس دانشگاه کالیفرنیا در دیویس در بیانیهای این موضوع را توضیح دادند.
جرمی ماندی، نویسنده ارشد مطالعه، افزود این موتور نیازی به تماس مستقیم با فضا ندارد و تنها از طریق تابش میتواند با آن تعامل داشته باشد.
موتورهای استرلینگ برخلاف بسیاری از موتورهای دیگر زمانی که تنها اختلاف دمای کمی وجود دارد کارایی بالایی دارند؛ برای نمونه اختلاف دمای یک فنجان قهوه داغ با محیط اطراف. نکته اصلی این است که بخش گرم و سرد موتور بهطور واضح از هم جدا باشند.
برای ساخت نمونه جدید تنها یک تغییر ساده لازم بود. جرمی ماندی و همکارش، دانشجوی کارشناسی ارشد تریستان دپه، یک پنل ساده بهعنوان آنتن تابش حرارتی طراحی کردند. سپس یک موتور استرلینگ موجود در بازار را روی این پنل مربعی قرار دادند که اندازه آن کمی بزرگتر از یک لپتاپ بود.
طبق گزارش منتشرشده، سطحی از موتور که رو به زمین قرار داشت با یک پایه آلومینیومی به خاک متصل شد تا گرمای سطح زمین را جذب کند. در مقابل، سطحی که رو به آسمان شب بود با نوعی رنگ ویژه پوشانده شد که امکان دریافت تابش فروسرخ از فضای عمیق و خورشید را فراهم میکرد.
ماندی و دپه در طول یک سال قطعهای زمین را برای آزمایش دستگاه خود خارج از آزمایشگاه اختصاص دادند. آنها دریافتند که پس از غروب خورشید، سامانهشان اختلاف دمایی حدود ۱۸ درجه فارنهایت (۱۰ درجه سلسیوس) میان دو سطح آنتن مربعی ایجاد میکند.
این اختلاف دما برای تولید دستکم ۴۰۰ میلیوات توان مکانیکی در هر متر مربع کافی بود؛ انرژیای که طبق گزارش میتوانست به طور مستقیم یک فن و یک موتور کوچک برقی را به حرکت درآورد.
با این حال، امیدبخشترین آزمایش برای پژوهشگران درون یک گلخانه کوچک انجام شد. در این آزمایش آنها چرخلنگر موتور را با یک پره فن سفارشی جایگزین کردند و بررسی کردند که آیا این سامانه میتواند در شب به تهویه گلخانه کمک کند یا نه.
پژوهشگران با شگفتی دریافتند که فن توانسته جریان هوای کافی برای تنظیم دمای گلخانه ایجاد کند. به گفته مقاله، از آنجا که این تنها نخستین نمونه آزمایشی است، ادامه بهبودها و گسترش این فناوری میتواند روشی کاملاً غیرفعال برای تأمین هوای سالم در مکانهای عمومی و همچنین تقویت رشد گیاهان از طریق تنظیم رطوبت و سطح دیاکسیدکربن در گلخانهها و سالنهای کشت فراهم کند.
