बैटरी खत्म होने की चिंता के बिना आसमान में: लेजर पावर सप्लाई वाले ड्रोन परिवहन, आपदा प्रबंधन और सुरक्षा को बदल रहे हैं।

ड्रोन की प्रदर्शन क्षमता तेजी से विकसित हो रही है। उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरे, इन्फ्रारेड सेंसर, कृत्रिम बुद्धिमत्ता द्वारा स्वायत्त उड़ान, उच्च-सटीकता मापने की क्षमता। जहां एक ओर इन क्षमताओं में वृद्धि हो रही है, वहीं दूसरी ओर एक कमजोरी है जो वर्षों से लगभग अपरिवर्तित है। वह है बैटरी।

छोटे मल्टीकॉप्टर अक्सर कुछ मिनटों तक ही उड़ान भर सकते हैं। लंबी अवधि की निगरानी या माप के लिए, कई ड्रोन को बारी-बारी से उड़ाना पड़ता है या काम को रोककर बैटरी बदलनी पड़ती है। आपदा स्थल, जंगल, समुद्र, सीमा, महत्वपूर्ण सुविधाएं जैसी जगहों पर, जहां निरंतर अवलोकन की आवश्यकता होती है, यह सीमा अधिक गंभीर हो जाती है।

इस सीमा को प्रकाश के माध्यम से पार करने के प्रयास में चीन में अनुसंधान चल रहा है। चीन सिविल एविएशन यूनिवर्सिटी और त्सिंगहुआ यूनिवर्सिटी की अनुसंधान टीम ने एक रिसीविंग सिस्टम विकसित किया है जो जमीन से प्रक्षिप्त लेजर प्रकाश को बिजली में बदलता है और प्रोपेलर को चलाता है।

घोषित प्रकाश-विद्युत रूपांतरण दक्षता 38.49% है। केवल आंकड़ों को देखकर, ऐसा लगता है कि ड्रोन बिना लैंडिंग के उड़ान भरते रह सकते हैं यदि जमीन से ऊर्जा निरंतर भेजी जाती रहे। हालांकि, यह उपलब्धि "स्थायी उड़ान की पूर्णता" नहीं है। हमें प्रदर्शित सीमा और भविष्य में हल करने के लिए आवश्यक मुद्दों को अलग-अलग देखना होगा।

पंखों के नीचे लेजर को बिजली में बदलना

अनुसंधान टीम द्वारा विकसित उपकरण में लेजर प्रकाश को प्राप्त करने के लिए पेरोव्स्काइट प्रकार की सेल और गर्मी को बिजली में बदलने के लिए थर्मोइलेक्ट्रिक रूपांतरण तत्व का संयोजन है।

इसकी कार्यप्रणाली सौर ऊर्जा उत्पादन के समान है। जमीन से ट्रांसमिशन उपकरण द्वारा लेजर प्रक्षिप्त किया जाता है, और पंखों के नीचे स्थापित रिसीविंग सेल प्रकाश ऊर्जा को डीसी बिजली में बदल देता है। यह बिजली मोटर को चलाने या बैटरी की खपत को कम करने के लिए उपयोग की जाती है।

लेजर पावर सप्लाई में, ऊर्जा एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर केंद्रित होती है। विभिन्न तरंग दैर्ध्य वाले सूर्य के प्रकाश के विपरीत, रिसीविंग सामग्री को प्रक्षिप्त लेजर के अनुसार डिजाइन करना आसान होता है। पेरोव्स्काइट सामग्री को संरचना के समायोजन द्वारा अवशोषण विशेषताओं को बदलने की अनुमति देती है, जिससे पतले और हल्के उपकरण बनाना आसान हो जाता है। ड्रोन के लिए, जहां वजन उड़ान प्रदर्शन से सीधे जुड़ा होता है, यह एक बड़ा लाभ हो सकता है।

हरे लेजर का उपयोग करके किए गए परीक्षण में, रिसीविंग डिवाइस ने प्रक्षिप्त प्रकाश ऊर्जा का 38.49% बिजली में बदल दिया। हालांकि, यह मूल्य यह नहीं दर्शाता कि ट्रांसमिशन उपकरण द्वारा प्राप्त बिजली का 38.49% विमान तक पहुंचा।

वास्तविक प्रणाली में, बिजली से लेजर प्रकाश में रूपांतरण, ऑप्टिकल उपकरणों द्वारा बीम का निर्माण, वायुमंडल में ट्रांसमिशन, और विमान पर पुनः रूपांतरण जैसी कई चरणों में हानि होती है। व्यावहारिकता का मूल्यांकन करने के लिए, बिजली स्रोत से विमान के मोटर तक की समग्र दक्षता महत्वपूर्ण होती है।

उच्च शक्ति के साथ उत्पन्न हुआ "गर्मी" का मुद्दा

लेजर को मजबूत करने से रिसीव की जा सकने वाली बिजली बढ़ जाती है। हालांकि, रिसीव की गई ऊर्जा का सारा हिस्सा बिजली में नहीं बदलता। जो हिस्सा नहीं बदला जाता, उसका अधिकांश हिस्सा गर्मी में बदल जाता है।

प्रारंभिक परीक्षणों में, रिसीविंग डिवाइस का तापमान 80 से 90 डिग्री तक पहुंच गया। तापमान बढ़ने पर रूपांतरण दक्षता घटती है, साथ ही सामग्री का क्षय, चिपकने वाले भागों की क्षति, और विमान संरचना पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। यदि बैटरी तक गर्मी पहुंचती है, तो सुरक्षा जोखिम भी बढ़ जाते हैं।

जमीन पर उपकरणों में, बड़े पंखे या भारी हीट सिंक जोड़े जा सकते हैं। लेकिन विमान में, शीतलन उपकरणों को बढ़ाने से वजन और वायुरोध बढ़ता है, जिससे उड़ान के लिए आवश्यक बिजली भी बढ़ जाती है।

अनुसंधान टीम ने पेरोव्स्काइट परत और इलेक्ट्रोड के बीच एंटीमनी सेलेनाइड नैनोक्रिस्टल्स को रखा और गर्मी के प्रवाह को नियंत्रित किया। इसके अलावा, प्रोपेलर द्वारा उत्पन्न वायु प्रवाह को पंखों के अंदर ले जाकर रिसीविंग डिवाइस को ठंडा करने के लिए उपयोग किया गया।

यह नवाचार अनुसंधान के मूल्य को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। केवल उच्च दक्षता वाले सेल को प्रयोगशाला में बनाने के बजाय, वे वास्तविक विमान में एकीकृत करते समय उत्पन्न होने वाली गर्मी, वजन, वायुगतिकी, और शीतलन को एक साथ संभालने का प्रयास कर रहे हैं।

प्रदर्शन "उड़ान में वास्तविक विमान" नहीं बल्कि मॉडल स्तर पर

"उड़ान में ड्रोन को लेजर से चार्ज किया गया" शीर्षक से, कुछ लोग कल्पना कर सकते हैं कि जमीन से बीम को उड़ते हुए विमान पर लगातार प्रक्षिप्त किया गया।

हालांकि, जारी अनुसंधान जानकारी के अनुसार, वर्तमान में यह एक अवधारणा प्रदर्शन है जहां स्थिर ड्रोन मॉडल के पंखों के नीचे रिसीविंग डिवाइस को स्थापित किया गया और प्रक्षिप्त लेजर द्वारा प्रोपेलर को चलाया गया। यह वास्तविक हल्के ड्रोन को बाहर ट्रैक करने और लंबे समय तक उड़ाने का चरण नहीं है।

यह अंतर छोटा नहीं है।

स्थिर मॉडल के लिए, लेजर के फोकस को रिसीविंग सतह पर बनाए रखना अपेक्षाकृत आसान होता है। वास्तविक विमान हवा में हिलता है, घूमता है, गति और ऊंचाई बदलता है। पंखों का कोण भी बदलता है। यदि बीम रिसीविंग सतह से हट जाता है, तो आपूर्ति की गई बिजली अचानक कम हो सकती है।

ट्रांसमिशन पक्ष को विमान की स्थिति और मुद्रा को वास्तविक समय में समझने, दिशा की भविष्यवाणी करने और लेजर को ट्रैक करने की तकनीक की आवश्यकता होती है। इसमें कैमरे, इन्फ्रारेड सेंसर, रडार, और विमान से भेजी गई स्थिति जानकारी का संयोजन शामिल होगा।

बीम को मोटा करने से इसे हिट करना आसान हो जाता है, लेकिन ऊर्जा फैल जाती है। इसे पतला करने से उच्च घनत्व की बिजली आपूर्ति हो सकती है, लेकिन ट्रैकिंग सटीकता और सुरक्षा की मांग बढ़ जाती है। यह कठिन संतुलन व्यावहारिकता की एक बड़ी दीवार है।

अनुसंधान टीम भी सटीक वास्तविक समय ट्रैकिंग को भविष्य की चुनौती के रूप में देख रही है और अगले चरण में हल्के वास्तविक विमान का उपयोग करके बाहरी परीक्षण की योजना बना रही है।

बारिश, धुंध, धुआं - प्रकाश के कारण होने वाली कमजोरियां

लेजर पावर सप्लाई के लिए, ट्रांसमिशन और रिसीविंग उपकरणों के बीच स्पष्ट दृश्यता की आवश्यकता होती है। यदि इमारतों, पेड़ों, या भूभाग द्वारा अवरुद्ध किया जाता है, तो बिजली नहीं भेजी जा सकती।

इसके अलावा, बारिश, धुंध, बादल, धूल, आग का धुआं आदि प्रकाश को बिखेरते और अवशोषित करते हैं, जिससे पहुंचने वाली ऊर्जा कम हो जाती है। संबंधित अनुसंधान में, यह विश्लेषण किया गया है कि जब वातावरण की अशांति मध्यम से मजबूत होती है, तो लेजर पावर सप्लाई ड्रोन का उपयोग करके संचार नेटवर्क का प्रदर्शन स्पष्ट रूप से घटता है।

यह एक विडंबनापूर्ण समस्या भी है। आपदा स्थलों पर, जहां लेजर पावर सप्लाई की उम्मीद की जाती है, भारी बारिश, धुआं, और धूल का उत्पादन होता है। जंगल की निगरानी में पेड़ अवरोधक बन जाते हैं, और शहरी क्षेत्रों में ऊंची इमारतें या अन्य विमान बीम के रास्ते में आ सकते हैं।

इसलिए, व्यावहारिक प्रणाली एक लेजर उपकरण से व्यापक क्षेत्र को कवर करने के बजाय, कई पावर सप्लाई केंद्रों को स्थापित कर सकती है और विमान की गति के अनुसार ट्रांसमिशन स्रोत को स्विच कर सकती है। यह आकाश में एक अदृश्य "चार्जिंग कॉरिडोर" बनाने की योजना है, जहां ड्रोन उस क्षेत्र में अपने मिशन को जारी रख सकता है।

पूर्ण अनंत उड़ान न होने पर भी मूल्य है

भले ही लेजर से स्थायी उड़ान संभव न हो, यदि बैटरी की खपत को कम किया जा सके और उड़ान समय को कई गुना बढ़ाया जा सके, तो इसका पर्याप्त मूल्य है।

आपदा प्रतिक्रिया में, प्रभावित क्षेत्र की छवियों को बिना रुके भेजा जा सकता है, लापता लोगों की खोज की जा सकती है, और संचार को रिले किया जा सकता है। जंगल की आग में, जलने की दिशा और हवा की दिशा को लंबे समय तक देखा जा सकता है। बाढ़ या भूकंप से कटे हुए क्षेत्रों में, एक अस्थायी संचार बेस स्टेशन को हवा में रखा जा सकता है।

कृषि में, व्यापक खेतों की वृद्धि स्थिति और रोगों की निरंतर निगरानी की जा सकती है। बुनियादी ढांचे की जांच में, बिजली लाइनों, रेलवे, पाइपलाइनों, पुलों, और समुद्री उपकरणों का लंबे समय तक निरीक्षण किया जा सकता है। जहाजों या ट्रेनों के ऊपर उड़ते हुए, दिशा और आसपास की निगरानी करने का उपयोग किया जा सकता है।

लॉजिस्टिक्स में, कहीं भी स्वतंत्र रूप से उड़ान भरने वाले वितरण विमान की तुलना में, निर्धारित मार्गों पर आने-जाने वाले विमान पहले व्यावहारिक हो सकते हैं। पावर सप्लाई उपकरण स्थापित केंद्रों के बीच उड़ान भरकर, बीच में बिजली की भरपाई की जा सकती है, जिससे ट्रैकिंग क्षेत्र और सुरक्षा क्षेत्र को सीमित करना आसान हो जाता है।

अमेरिका भी "प्रकाश की पावर ग्रिड" को आगे बढ़ा रहा है

लेजर द्वारा बिजली का ट्रांसमिशन केवल चीन का अनुसंधान विषय नहीं है।

अमेरिकी रक्षा उन्नत अनुसंधान परियोजना एजेंसी (DARPA) की POWER योजना ने 2025 में, लगभग 8.6 किलोमीटर दूर रिसीविंग डिवाइस को 800 वाट से अधिक बिजली 30 सेकंड तक भेजी, और परीक्षण अवधि के दौरान 1 मेगाजूल से अधिक ऊर्जा का ट्रांसमिशन किया। परीक्षण जमीन पर उपकरणों के बीच किया गया था, लेकिन यह लंबी दूरी की प्रकाश पावर सप्लाई की संभावना को दर्शाने वाली उपलब्धि थी।

अमेरिकी PowerLight Technologies भी, चलते हुए फिक्स्ड-विंग ड्रोन का पीछा करते हुए किलोवाट-स्तरीय बिजली भेजने की प्रणाली विकसित कर रहा है। 2026 में, अमेरिकी रक्षा विभाग से संबंधित परीक्षण में, यह बताया गया कि सैन्य श्रेणी के फिक्स्ड-विंग ड्रोन को कई घंटों तक उड़ाया गया।

चीन की इस बार की उपलब्धि पेरोव्स्काइट रिसीविंग सेल और थर्मोइलेक्ट्रिक रूपांतरण को एकीकृत करने, हल्के रिसीविंग उपकरण की दक्षता और शीतलन को बढ़ाने में विशेषता रखती है। दूसरी ओर, अमेरिकी पक्ष का विकास लंबी दूरी के ट्रांसमिशन, चलती वस्तु का पीछा करने, सुरक्षा नियंत्रण, और विमान के साथ संचार को शामिल करने वाले एकीकृत प्रणाली पर केंद्रित है।

उसी लेजर पावर सप्लाई में भी, प्रतिस्पर्धा केवल रूपांतरण दक्षता की तुलना नहीं है। यह सामग्री, ऑप्टिक्स, ट्रैकिंग नियंत्रण, विमान डिजाइन, और ऊर्जा ग्रिड के संचालन को शामिल करने वाली समग्र तकनीक की प्रतिस्पर्धा बन गई है।

सबसे बड़ी मांग सैन्य क्षेत्र में हो सकती है

लंबे समय तक हवा में रहने वाले ड्रोन की सबसे अधिक आवश्यकता वाले क्षेत्रों में से एक सैन्य और सुरक्षा है।

यदि टोही विमान लंबे समय तक उड़ सकता है, तो सैनिकों और वाहनों की गतिविधियों की निरंतर निगरानी की जा सकती है। संचार रिले उपकरण को ऊंचाई पर बनाए रखने से जमीनी बलों की संचार सीमा बढ़ाई जा सकती है। इसे सीमा, तट, और बेस के आसपास की निगरानी में भी उपयोग किया जा सकता है।

हालांकि, लेजर पावर सप्लाई विमान को स्वतंत्र बनाती है, यह जमीन पर ट्रांसमिशन उपकरण पर निर्भरता भी उत्पन्न करती है। बड़े बिजली स्रोत और सटीक ऑप्टिकल उपकरणों से लैस बेस की खोज और हमला किया जा सकता है, और मौसम या भूगोल के कारण उपयोग की सीमा भी सीमित हो सकती है। यदि लेजर की स्थिति ऑप्टिकल सेंसर द्वारा पता लगाई जाती है, तो ट्रांसमिशन केंद्र या उड़ान मार्ग का अनुमान लगाया जा सकता है।

फिर भी, अग्रिम बेस, जहाज, और स्थिर सुविधाओं के आसपास, निगरानी विमान या संचार रिले उपकरण को हमेशा हवा में रखने के लिए मजबूत मांग है। नागरिक उपयोग की तुलना में सैन्य उपयोग पहले हो सकता है, ऐसा विचार इसलिए आता है।

सोशल मीडिया की प्रतिक्रिया - "अद्भुत" पर समाप्त नहीं होती

खुले सोशल मीडिया और तकनीकी फोरम पर, लेजर पावर सप्लाई के प्रति आश्चर्य की प्रतिक्रिया प्रमुख है। "मैंने नहीं सोचा था कि वायरलेस पावर ट्रांसमिशन इस हद तक पहुंच गया है" "यह विज्ञान कथा जैसा है" जैसी तकनीकी प्रगति की सराहना करने वाली प्रतिक्रियाएं हैं।

उपयोग के रूप में, आपदा निगरानी, कृषि भूमि की नियमित निगरानी, जहाजों या ट्रेनों की अग्रिम निगरानी, अस्थायी संचार बेस स्टेशन आदि का उल्लेख किया गया है। विशेष रूप से, एक निश्चित स्थान या संकीर्ण क्षेत्र में रहने वाले ड्रोन के लिए, व्यापक क्षेत्र में घूमने वाले वितरण विमान की तुलना में अधिक व्यावहारिक है, ऐसा कई लोगों का मानना है।

दूसरी ओर, व्यावहारिकता पर गंभीर संदेह भी उठाए गए हैं।

सबसे अधिक सवाल रिसीविंग डिवाइस के वजन और वायुरोध पर हैं। यदि विमान में नए उपकरण जोड़े जाते हैं, तो उड़ान के लिए आवश्यक बिजली बढ़ जाती है। यदि रिसीविंग डिवाइस को