بطارية قيد التطوير قد تمكننا من استكشاف كوكب الزهرة

يمثل إرسال مركبة هبوط إلى كوكب الزهرة عدة مشاكل هندسية ضخمة نظرًا لغلافه الجوي الكثيف جدًا، حيث يصعب استقرار المسبار على سطح بسهولة فهو مثل الحجر الذي يستقر على الماء. لكن ما تبقى من هذا المسعى محفوف بالتحديات؛ إذ يبلغ متوسط درجة الحرارة على سطح المريخ 455 درجة مئوية (850 فهرنهايت)؛ وهي ساخنة بدرجة كافية لإذابة الرصاص؛ فهو عبارة عن مزيج من المواد الكيميائية التي تشكل الغلاف الجوي كحامض الكبريتيك (مادة آكلة لمعظم المعادن)، ويعادل الضغط الجوي الساحق تقريبًا 1500 متر (5000 قدم) تحت الماء.
هذه الظروف البيئية القاسية هي المكان الذي تموت فيه المعادن والإلكترونيات؛ لذلك، فإن بعثات هبوط الزهرة القليلة التي وصلت إلى السطح (مثل بعثات فينيرا السوفيتية) بقيت ساعتين فقط أو أقل. ستحتاج أي مركبات هبوط أو مركبات جوالة مستقبلية إلى خصائص شبه خارقة للتحمل على سطح الزهرة.
لكن هناك تحد إضافي واحد قد يكون على وشك الحل هو إنشاء بطاريات يمكنها العمل لفترة كافية في ظروف كوكب الزهرة الحارة جدا لجعل مهمة الهبوط تستحق الجهد المبذول. لذلك تعمل وكالة الفضاء الأميركية (ناسا) مع شركة تسمى Advanced Thermal Binders، Inc (ATB) لإنشاء أول بطارية أثبتت القدرة على العمل في درجات حرارة كوكب الزهرة لمدة يوم من أيام كوكب الزهرة الشمسي بأكمله، وهو ما يقرب من 120 يومًا من أيام الأرض، وذلك وفق «ساينس إليرت» العلمي المتخصص نقلا عن Universe Today.
وتعتمد البطارية الجديدة على أنظمة بطاريات حرارية قصيرة العمر تستخدم لتشغيل الصواريخ الذكية. وتحتوي على 17 خلية فردية وتستخدم مواد كيميائية وتركيبية مصممة خاصة.
وبينما لا تزال البطارية قيد التطوير، يتم تشجيع المهندسين على أن الاختبارات التي أجريت تثبت أن هذه الأنواع من البطاريات قادرة على العمل في البيئات القاسية مثل كوكب الزهرة. بالإضافة إلى ذلك، قد يوفر هذا النوع المتقدم من تقنية البطاريات جهاز تخزين طاقة جديدًا للاستكشاف المستقبلي في البيئات القاسية عبر النظام الشمسي.
ومن أجل المزيد من التوضيح لهذا الأمر، قال الدكتور كيفين ويباسنيك مهندس مشروع ATB في بيان صحفي لـ«ناسا» «هذا العرض الأخير لتكنولوجيا البطاريات، مع بنية محسنة وكيمياء كهربائية منخفضة التفريغ الذاتي، يعد إنجازًا ضخمًا ربما لم يعتقده الكثيرون أنه ممكن».
وفي هذا الاطار، يبدو أن البطاريات هي الحل الوحيد لتشغيل مركبة هبوط «فينوس». فالألواح الشمسية ليست قابلة للحياة نظرًا لأن مستويات الإضاءة السطحية يمكن مقارنتها بيوم ملبد بالغيوم على الأرض، ولن تتحمل تصاميم الألواح الشمسية الحالية ضغوط السطح المرتفعة. فيما يتطلب المولد الكهروحراري للنظائر المشعة (RTG) إحضار مصدر حرارة إلى سطح كوكب الزهرة. وبما أن إدارة الحرارة تمثل بالفعل تحديًا رئيسيًا للمهمة، فإن هذه الطريقة ليست خيارًا جيدًا.
لكن في كوكب الزهرة، يمكن للبطاريات الحرارية الاستفادة من الظروف الجوية المحيطة لتسخين إلكتروليت خاص عالي الحرارة يكون صلبًا وخاملًا عند درجة حرارة الغرفة القياسية. إضافة الى أنها يمكن أن تظل تعمل دون الحاجة إلى العزل الحراري.
وفي تعليق على هذا الأمر، قالت «ناسا» إن هذا النهج الجديد للبطارية قد أظهر عملية عالية الحرارة لفترات زمنية غير مسبوقة، ويضع الأساس لنموذج جديد في تكنولوجيا البطاريات ومركبات هبوط كوكب الزهرة.
جدير بالذكر، يعد العمل على النوع الجديد من البطاريات الحرارية جزءًا من العمل الجاري بمركز أبحاث «ناسا جلين» لتطوير مركبة هبوط صغيرة على كوكب الزهرة تسمى «مستكشف النظام الشمسي طويل العمر» في الموقع (LLISSE).
ويستخدم البرنامج أحدث التطورات بأنظمة درجات الحرارة العالية ومفهوما جديدا للعمليات للسماح بالعمل على سطح كوكب الزهرة لمدة 60 يومًا أو أكثر بينما يقوم المسبار بجمع البيانات العلمية ونقلها إلى المركبة.