شركة Rocket Lab تطلق بطارية شمسية جديدة من فئة الفضاء بكفاءة 31.5% وتخفيف وزن بنسبة 40%

أعلنت شركة Rocket Lab، الرائدة في مجال الفضاء، عن إطلاق أحدث بطارية شمسية من فئة الفضاء - وهي خلية Apex ذات الانعكاس المعدني (IMM)، والتي تخلو تمامًا من عنصر الجرمانيوم. توفر خلية IMM Apex كفاءة تحويل أولية بنسبة 31.5% وتقلل من كتلة البطارية بنسبة 40%. في المدار، يكون الوزن أمرًا بالغ الأهمية. البطارية الأخف وزنًا تعني تكاليف إطلاق أقل، وقدرة حمولة أكبر، وقوة نوعية أفضل (واط لكل كيلوغرام). بالمقارنة مع الخلايا الشمسية التقليدية المستخدمة خلال الثلاثين عامًا الماضية، لا تتطلب خلية IMM Apex ركيزة من الجرمانيوم، مما يخفف من تأثير ارتفاع تكاليف المواد الخام والمشكلات في سلسلة التوريد. صرح براد كليفنجر، رئيس شركة Rocket Lab USA: "نحن متحمسون لطرح هذه التقنية الشمسية المتقدمة في السوق. تقدم خلية IMM Apex أداءً متميزًا مع معالجة تحديات واقعية مثل ارتفاع تكاليف المواد الخام والقيود على سلسلة التوريد." تعتبر سلسلة توريد الجرمانيوم هشة بسبب التركيز العالي للسوق، وعمليات الاستخراج المعقدة، والسيطرة الجيوسياسية على التجارة. تسيطر الصين على معظم إمدادات الجرمانيوم العالمية وتضع قيودًا صارمة على الصادرات.

حلول جديدة للبطارية لمشكلات سلسلة التوريد

هذا التركيز يجعل البرامج الفضائية عرضة لمخاطر كبيرة في سلسلة التوريد. بالإضافة إلى ذلك، فإن الجرمانيوم هو مجرد منتج ثانوي من تعدين الزنك، وبالتالي لا تستطيع المصافي زيادة الإنتاج بسهولة. المتطلبات العالية النقاوة تحد من السوق بشكل أكبر. لذلك، تواجه الدول المستوردة الرئيسية مثل الولايات المتحدة تهديدات كبيرة من ارتفاع التكاليف واحتمال النقص. ومع ذلك، قد تحل هذه الخلايا الشمسية الجديدة هذه المشكلة. وفقًا لما ذكرته الشركة، توفر خلية IMM Apex الشمسية توافقًا فوريًا لمصنعي الأقمار الصناعية دون الحاجة إلى إعادة تصميم الأنظمة. يمكن استخدامها كبديل جاهز للتوصيل والتشغيل، مما يسمح للشركات بتجنب تكاليف إعادة التجهيز الباهظة.

لقد أثبتت هذه المنصة قيمتها على متن مروحية Ingenuity التابعة لناسا على المريخ، وتقوم بتزويد أكثر من 1100 قمر صناعي حاليًا في المدار.

تقوم المنشآت الحديثة بترقية الإنتاج إلى مستوى مئات الكيلوواط لتلبية النمو في الطلب العالمي. صرحت الشركة: "إلى جانب عدم تأثرها بقيود إمدادات الجرمانيوم، فإن عملية التصنيع المحسنة والاستثمارات الرأسمالية المستهدفة تمكننا من الإنتاج بفعالية عالية تصل إلى مستوى مئات الكيلوواط لتلبية الطلب المتزايد." بعد أكثر من عقد من الاختبارات الدقيقة، أصبحت خلية IMM Apex جاهزة لتلبية احتياجات المهام المتنوعة، وهناك ترقية مستقبلية جارية. الخلايا الشمسية القياسية تنمو على ركيزة سميكة من الجرمانيوم، بينما الخلايا IMM تنمو على ركيزة مؤقتة مقلوبة، ثم يتم حفرها وإزالتها.

تخلق هذه العملية خلايا شمسية مرنة فائقة الرقة ومعززة ضد الإشعاع تتكون من طبقات مثل نيتريد الغاليوم وفوسفيد الإنديوم الغاليوم. الجرمانيوم هو الأساس الرئيسي للخلايا الشمسية الفضائية عالية الكفاءة والبصريات الحرارية بالأشعة تحت الحمراء للأقمار الصناعية. تتجنب ألواح الطاقة الشمسية للمركبات الفضائية استخدام السيليكون القياسي، وتختار بدلاً من ذلك الخلايا الشمسية متعددة الوصلات III-V. تستخدم هذه الخلايا طبقات مثل نيتريد الغاليوم التي تنمو على ركيزة من الجرمانيوم. توفر ركيزة الجرمانيوم الدعم الهيكلي وتمتص ضوء الأشعة تحت الحمراء.

كان رد فعل وول ستريت إيجابيًا على هذا الإعلان، حيث ارتفعت أسهم RKLB، ووجد محللو السوق إمكانات تجارية في التغلب على تحديات الجرمانيوم.

الإمكانات التجارية لخلية IMM Apex

أضاف كليفنجر: "من خلال خلية IMM Apex، يحصل العملاء على منتج عالي الكفاءة وخفيف الوزن وخالٍ من الجرمانيوم، يجمع بين الموثوقية المثبتة ووقت إنتاج أسرع. تم تصميم خلية IMM Apex لتكون أكثر فعالية من حيث التكلفة في تزويد المهام الأكثر طموحًا بالطاقة دون المساومة على الأداء." ومع توسع المجرة والطموحات بين الكواكب، تظل الطاقة التحدي النهائي. تجمع شركة Rocket Lab بين وزن أخف للبطارية واستقلالية سلسلة التوريد، وهو إنجاز يضع الشركة في مقدمة تكنولوجيا الطاقة الشمسية الأفضل، مما يمهد الطريق أمام الجيل القادم من الرحلات الفضائية التجارية.

المشروع	المواصفات
الكفاءة الأولية	31.5%
نسبة تخفيف وزن البطارية	40%
عدد الأقمار الصناعية الحالية في المدار	أكثر من 1100 قمر صناعي

تأثير خلية IMM Apex على المهام الفضائية

يمثل إطلاق خلية IMM Apex الشمسية قفزة كبيرة في تكنولوجيا الفضاء، خاصة في مجال تخفيف الوزن وتقليل الاعتماد على سلسلة توريد الجرمانيوم. كانت مشكلات الوزن والتكلفة للخلايا الشمسية التقليدية تشكل تحديات أمام المهام الفضائية، بينما يوفر تصميم البطارية الجديدة توافقًا فوريًا ويقلل من الحاجة إلى إعادة تصميم النظام. هذا لن يعزز فقط كفاءة الإطلاق، بل سيعزز أيضًا تطوير الرحلات الفضائية التجارية، لأنه يلبي الطلب المتزايد ويوفر حلاً طاقة أكثر موثوقية لرحلات الفضاء المستقبلية.