তারবিহীন বিদ্যুৎ

আমাদের দৈনন্দিন জীবন এখন অজস্র তার আর ক্যাবলের জঞ্জালে ভরা। স্মার্টফোন, ল্যাপটপ, ট্যাবলেট, স্মার্টওয়াচ—প্রতিটি গ্যাজেটের জন্য আলাদা চার্জার, আলাদা তার। এই তারের বন্দিদশা থেকে মুক্তির স্বপ্ন কি শুধুই কল্পবিজ্ঞান? নাকি তারবিহীন বিদ্যুৎ (Wireless Electricity) সত্যিই সম্ভব?

সংক্ষিপ্ত উত্তর হলো—হ্যাঁ, সম্ভব। এবং এটি কেবল সম্ভবই নয়, ইতিমধ্যেই আমাদের দৈনন্দিন জীবনের অংশ হয়ে উঠেছে। তবে এর পেছনের বিজ্ঞান, প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ ও ভবিষ্যৎ সম্ভাবনা এতটাই ব্যাপক ও চমকপ্রদ যে তা নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা করা প্রয়োজন। এই ব্লগ পোস্টে আমরা তারবিহীন বিদ্যুতের আদি পর্ব থেকে শুরু করে অত্যাধুনিক প্রযুক্তি, অ্যাপ্লিকেশন থেকে ভবিষ্যতের রূপরেখা—সবকিছু নিয়েই বিস্তারিত জানব।

নিকোলা টেসলার মডেল

১. তারবিহীন বিদ্যুৎ: প্রাথমিক ধারণা

তারবিহীন বিদ্যুৎ বলতে এমন একটি প্রযুক্তিকে বোঝায় যেখানে কোনো ভৌত পরিবাহী (তার, ক্যাবল) ছাড়াই বৈদ্যুতিক শক্তিকে এক স্থান থেকে অন্য স্থানে স্থানান্তর করা সম্ভব। আপাতদৃষ্টিতে এটি জাদুর মতো মনে হলেও, এর পেছনে রয়েছে সুপ্রতিষ্ঠিত পদার্থবিজ্ঞানের সূত্র- বিশেষ করে জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েলের তড়িৎচুম্বকত্বের তত্ত্ব।

তারবিহীন বিদ্যুৎ মূলত একটি ট্রান্সডিউসার প্রক্রিয়া: এখানে প্রথমে বৈদ্যুতিক শক্তিকে অন্য কোনো শক্তির মাধ্যমে রূপান্তরিত করা হয় (যেমন চৌম্বক ক্ষেত্র, তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ), তারপর সেই শক্তিকে বাতাসে বা শূন্যে প্রেরণ করা হয়, এবং সবশেষে গ্রাহক প্রান্তে পুনরায় বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করা হয়।

পার্থক্যটা বোঝা জরুরি: আমরা যখন মোবাইলে কথা বলি বা ওয়াই-ফাই ব্যবহার করি, তখনও তারবিহীনভাবে তথ্য আদান-প্রদান হয়। কিন্তু তথ্য নয়, শক্তি স্থানান্তরের বিষয়টি সম্পূর্ণ ভিন্ন এবং অনেক বেশি চ্যালেঞ্জিং।

২. টেসলার স্বপ্ন ও ইতিহাস

তারবিহীন বিদ্যুতের ধারণা একদিনে জন্মায়নি। ১৮৮৯ সালে সার্বিয়ান-আমেরিকান উদ্ভাবক নিকোলা টেসলা প্রথমবারের মতো তারবিহীন বিদ্যুৎ প্রেরণের পদ্ধতি আবিষ্কার করেন এবং এর তাত্ত্বিক ভিত্তি স্থাপন করেন।

টেসলা কেবল এসি কারেন্টের জনকই নন, তিনি বিশ্বাস করতেন যে সমগ্র পৃথিবীকে একটি বৈদ্যুতিক পরিবাহী হিসেবে ব্যবহার করে বিনা তারে বিদ্যুৎ পাঠানো সম্ভব। ১৮৯৯ সালে তিনি কলোরাডো স্প্রিংসে একটি পরীক্ষাগার স্থাপন করে ১৬ মিটার ব্যাসের একটি "ম্যাগনিফাইং ট্রান্সমিটার" তৈরি করেন, যা হাজার হাজার ওয়াট বিদ্যুৎ তারবিহীনভাবে প্রেরণে সক্ষম ছিল।

টেসলার সবচেয়ে বিখ্যাত প্রকল্প ছিল লং আইল্যান্ডের ওয়ার্ডেনক্লিফ টাওয়ার (Wardenclyffe Tower)। এই টাওয়ারটি পৃথিবীর আয়নোস্ফিয়ার ও ভূমির মধ্যে ক্যাপাসিটিভ রেজোন্যান্স তৈরি করে পৃথিবীর যেকোনো প্রান্তে বিদ্যুৎ পৌঁছে দেওয়ার জন্য নকশা করা হয়েছিল। দুর্ভাগ্যবশত, এই প্রকল্পটি অর্থাভাবে অসমাপ্ত থেকে যায়, কিন্তু টেসলার স্বপ্ন বিজ্ঞানীদের প্রজন্মের পর প্রজন্মকে অনুপ্রাণিত করে চলেছে।

১৯৩৪ সালে, ইউএস ফেডারেল কমিউনিকেশন কমিশন (FCC) 2.4-2.5 GHz ব্যান্ডকে শিল্প, বৈজ্ঞানিক ও চিকিৎসা (ISM) কাজের জন্য সংরক্ষিত করে, যা ভবিষ্যতে তারবিহীন বিদ্যুৎ গবেষণার ভিত্তি স্থাপন করে।

দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় ম্যাগনেট্রন উদ্ভাবনের মাধ্যমে বিদ্যুৎকে মাইক্রোওয়েভে রূপান্তর করার প্রযুক্তি তৈরি হয়। কিন্তু সেই মাইক্রোওয়েভকে পুনরায় বিদ্যুতে রূপান্তরের প্রযুক্তি আসে ১৯৬৪ সালে, যখন উইলিয়াম সি. ব্রাউন প্রথম সিলিকন রেক্টিফায়ার ডায়োড অ্যান্টেনা উদ্ভাবন করেন।

১৯৬৮ সালে পিটার গ্লেসার প্রথম প্রস্তাব করেন যে মহাকাশে স্থাপিত সোলার স্যাটেলাইট থেকে মাইক্রোওয়েভের মাধ্যমে পৃথিবীতে বিদ্যুৎ পাঠানো সম্ভব। ১৯৮৭ সালে SHARP প্রজেক্টের অধীনে একটি ছোট বিমানকে RF বিমের মাধ্যমে শক্তি সরবরাহ করে বাতাসে ভাসিয়ে রাখা হয়। ১৯৯৫ সালে নাসা ২৫০ মেগাওয়াটের মহাকাশ সোলার পাওয়ার সিস্টেম নিয়ে গবেষণা শুরু করে।

একবিংশ শতাব্দীর মাইলফলক: ২০০৭ সালে MIT-র একদল গবেষক মেরিন সোলজাচিচের নেতৃত্বে "WiTricity" নামে একটি প্রযুক্তি উদ্ভাবন করেন, যা ২ মিটার দূরত্ব থেকে একটি ৬০ ওয়াটের বাল্ব জ্বালাতে সক্ষম হয়েছিল—যা সায়েন্স জার্নালে প্রকাশিত হয়।

৩. তারবিহীন বিদ্যুতের প্রকারভেদ

বর্তমানে তারবিহীন বিদ্যুৎ মূলত দুইটি বিস্তৃত শ্রেণিতে বিভক্ত:

• নিয়ার-ফিল্ড (Near-Field): স্বল্প দূরত্বের জন্য, সাধারণত কয়েক সেন্টিমিটার পর্যন্ত। মূলত চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে কাজ করে।

• ফার-ফিল্ড (Far-Field): দীর্ঘ দূরত্বের জন্য, কয়েক মিটার থেকে কয়েক কিলোমিটার পর্যন্ত। মূলত তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ ব্যবহার করে কাজ করে।

এই দুই শ্রেণির অধীনে বিভিন্ন প্রযুক্তি রয়েছে, যা আমরা পরবর্তী অংশে বিস্তারিত জানব।

৪. তারবিহীন বিদ্যুৎ কীভাবে কাজ করে? | প্রযুক্তিগত বিশ্লেষণ

তারবিহীন বিদ্যুতের মূল চারটি প্রযুক্তিগত পথ রয়েছে: ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন, ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স কাপলিং, রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি (RF), এবং মাইক্রোওয়েভ/লেজার ট্রান্সমিশন।

৪.১ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন (ইন্ডাক্টিভ কাপলিং)

এটি বর্তমানে সর্বাধিক ব্যবহৃত ও পরিণত প্রযুক্তি।

কাজের মূলনীতি:
মাইকেল ফ্যারাডে ১৮৩১ সালে আবিষ্কৃত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের সূত্র এখানে কাজ করে। একটি প্রাইমারি কয়েলে অল্টারনেটিং কারেন্ট (AC) প্রবাহিত হলে তার চারপাশে একটি পরিবর্তনশীল চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি হয়। কাছাকাছি অবস্থিত একটি সেকেন্ডারি কয়েল এই চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে।

মূল বৈশিষ্ট্য:

• দূরত্ব: অত্যন্ত কম (কয়েক মিলিমিটার), কয়েল দুটিকে কার্যত নিখুঁতভাবে সারিবদ্ধ থাকতে হয়।

• দক্ষতা: খুবই উচ্চ (স্বল্প দূরত্বে ৯০% এর বেশি)।

• সুবিধা: প্রযুক্তিটি অত্যন্ত পরিণত, সস্তা ও নির্ভরযোগ্য।

• সীমাবদ্ধতা: দূরত্ব ও অবস্থানগত সীমাবদ্ধতা প্রকট; এটি কার্যত "কন্টাক্টলেস" হলেও "গ্যাপলেস"।

দৈনন্দিন উদাহরণ: আমাদের ব্যবহৃত ওয়্যারলেস চার্জিং প্যাড, ইলেকট্রিক টুথব্রাশ, কর্ডলেস শেভার—সবই ইন্ডাক্টিভ কাপলিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে।

৪.২ ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স কাপলিং

মাঝারি দূরত্বে সবচেয়ে সম্ভাবনাময় প্রযুক্তি হিসেবে বিবেচিত।

ইন্ডাক্টিভ কাপলিংয়ের প্রধান সীমাবদ্ধতা—স্বল্প দূরত্ব ও কঠোর অ্যালাইনমেন্টের প্রয়োজনীয়তা—নিরসনে এই প্রযুক্তি তৈরি হয়েছে। এর মূল ধারণা হলো রেজোন্যান্স। যখন দুটি বস্তুর একই ন্যাচারাল ফ্রিকোয়েন্সি থাকে এবং একটিতে কম্পন সৃষ্টি করা হয়, তখন অন্যটিও একই ফ্রিকোয়েন্সিতে কম্পিত হতে শুরু করে (ঠিক যেমন একটি অপেরা গায়িকার কণ্ঠের কম্পনে একই ফ্রিকোয়েন্সির কাঁচের গ্লাস ভেঙে যেতে পারে)।

MIT-র গবেষক দল ২০০৭ সালে "WiTricity" নামে এই প্রযুক্তি উদ্ভাবন করেন। তারা ২ মিটারেরও বেশি দূরত্ব থেকে একটি ৬০ ওয়াটের বাল্ব জ্বালিয়ে দেখান।

মূল বৈশিষ্ট্য:

• দূরত্ব: কয়েক সেন্টিমিটার থেকে কয়েক মিটার পর্যন্ত।

• দক্ষতা: রেজোন্যান্ট অবস্থায় ৮০-৯৫% পর্যন্ত সম্ভব।

• সুবিধা: অবস্থানগত সহনশীলতা (কয়েলের সামান্য নড়াচড়ায় দক্ষতা খুব বেশি কমে না), এবং একসঙ্গে একাধিক ডিভাইস চার্জ করা যায়।

• ব্যবহারিক প্রয়োগ: ইলেকট্রিক ভেহিকল ওয়্যারলেস চার্জিং, বড় ইলেক্ট্রনিক্স ডিভাইস।

৪.৩ রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি (RF) ট্রান্সমিশন

ফার-ফিল্ড টেকনোলজি, যা স্বল্প শক্তি নিয়ে অনেক দূরত্বে কাজ করতে পারে।

এটি কম ফ্রিকোয়েন্সির রেডিও তরঙ্গ ব্যবহার করে শক্তি প্রেরণ করে। অপেক্ষাকৃত কম পাওয়ারের ডিভাইস যেমন আইওটি সেন্সর, ওয়্যারলেস সেন্সর নেটওয়ার্ক, RFID ট্যাগ ইত্যাদির জন্য আদর্শ। সম্প্রতি এক গবেষণায়, ৫.৮ গিগাহার্জে ৬৪টি ট্রান্সমিট অ্যান্টেনা ও ১৬টি রিসিভ অ্যান্টেনা ব্যবহার করে ২৫ মিটার দূরত্বে ৩.৬৭ মিলিওয়াট পাওয়ার ট্রান্সফার সম্ভব হয়েছে।

মূল বৈশিষ্ট্য:

• দূরত্ব: কয়েক মিটার থেকে কয়েক কিলোমিটার।

• দক্ষতা: স্বল্প, বিশেষ করে দীর্ঘ দূরত্বে (উৎস থেকে যত দূরে যাওয়া যায়, শক্তি তত দ্রুত কমতে থাকে—"ইনভার্স স্কয়ার ল" অনুযায়ী)।

• প্রয়োগ: ছোট আইওটি ডিভাইস, সেন্সর, ট্র্যাকিং ট্যাগ।

৪.৪ মাইক্রোওয়েভ ও লেজার ট্রান্সমিশন

সবচেয়ে উচ্চাভিলাষী ও দূরগামী প্রযুক্তি, যা উচ্চ শক্তি অনেক দূরত্বে প্রেরণ করতে পারে।

মাইক্রোওয়েভ প্রযুক্তি:
এখানে বিদ্যুৎ শক্তিকে প্রথমে মাইক্রোওয়েভ রেডিয়েশনে রূপান্তরিত করা হয়, তারপর একটি নির্দিষ্ট দিকে বিমের মাধ্যমে প্রেরণ করা হয়। গ্রাহক প্রান্তে "রেক্টেনা" (Rectenna = Rectifier + Antenna) নামক বিশেষ অ্যান্টেনা সেই মাইক্রোওয়েভকে পুনরায় ডিসি বিদ্যুতে রূপান্তরিত করে। এই প্রযুক্তির মাধ্যমেই মূলত স্পেস-বেসড সোলার পাওয়ার (SBSP) ধারণা বাস্তবায়িত হবে বলে আশা করা হচ্ছে, যেখানে মহাকাশের সোলার স্টেশন ২৪/৭ বিদ্যুৎ উৎপাদন করে মাইক্রোওয়েভের মাধ্যমে পৃথিবীতে পাঠাবে।

মহাকাশ থেকে মাইক্রোওয়েভ ট্রান্সমিশনের একটি বড় সুবিধা হলো, বায়ুমণ্ডল ভেদ করার সময় শক্তির মাত্র প্রায় ৫% ক্ষয় হয়।

সম্প্রতি জাপান স্পেস সিস্টেম (JSS) সফলভাবে একটি দ্রুতগামী জেট বিমান থেকে ভূমিতে মাইক্রোওয়েভের মাধ্যমে বিদ্যুৎ প্রেরণে সক্ষম হয়েছে, যেখানে ৩০ থেকে ১০০ মিটার দূরত্বের পরীক্ষা সম্পন্ন হয়েছে।

লেজার প্রযুক্তি:
লেজার প্রযুক্তির মাধ্যমে অত্যন্ত সরু ও কেন্দ্রীভূত বিমের মাধ্যমে অনেক দূরত্বে শক্তি প্রেরণ করা সম্ভব। ২০২৫ সালের মে মাসে, DARPA-র Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER) প্রোগ্রামের আওতায় একটি পরীক্ষায় ৮.৬ কিলোমিটার দূরত্বে ৮০০ ওয়াটের বেশি বিদ্যুৎ প্রেরণের রেকর্ড তৈরি হয়।

পাওয়ারলাইট টেকনোলজিস নামক একটি কোম্পানি এমন একটি লেজার সিস্টেম তৈরি করেছে যেখানে একটি "ভার্চুয়াল সেইফটি কার্টেন" রয়েছে। কোনো কিছু (যেমন পাখি বা মানুষ) বিমের পথ অতিক্রম করলে এই কার্টেন তাৎক্ষণিকভাবে বিম বন্ধ করে দেয়, এবং পথ পরিষ্কার হলে পুনরায় চালু হয়।

ভবিষ্যতের লক্ষ্য: ২০০ কিলোমিটার দূরত্বে ১০ কিলোওয়াট বিদ্যুৎ প্রেরণ।

মূল বৈশিষ্ট্য:

• দূরত্ব: কয়েক কিলোমিটার থেকে লক্ষ কিলোমিটার (মহাকাশ থেকে পৃথিবী)।

• দক্ষতা: বর্তমানে ডিসি-টু-ডিসি দক্ষতা মাইক্রোওয়েভের জন্য প্রায় ২০%, লেজারের জন্য ৬-৮%। তবে ক্ষেত্রবিশেষে লেজারের ফটোভোল্টাইক রূপান্তর দক্ষতা ৭০% পর্যন্ত হতে পারে।

• চ্যালেঞ্জ: লাইন-অফ-সাইট (ট্রান্সমিটার ও রিসিভারের মধ্যে সরাসরি দৃষ্টি) প্রয়োজন, নিরাপত্তা ইস্যু।

৫. তারবিহীন বিদ্যুতের অ্যাপ্লিকেশন

• কনজিউমার ইলেক্ট্রনিক্স: ওয়্যারলেস চার্জিং প্যাড ও স্ট্যান্ডের মাধ্যমে স্মার্টফোন, ল্যাপটপ, স্মার্টওয়াচ, ওয়্যারলেস ইয়ারবাডের মতো ডিভাইস ক্যাবলমুক্ত চার্জিং।

• ইলেকট্রিক ভেহিকল (EV): সবচেয়ে সম্ভাবনাময় ক্ষেত্রগুলোর একটি। স্ট্যাটিক ওয়্যারলেস চার্জিং (পার্কিং করার সময় স্বয়ংক্রিয় চার্জ) থেকে শুরু করে ডায়নামিক ওয়্যারলেস চার্জিং (রাস্তায় চলার সময় বিদ্যুৎ গ্রহণ)—উভয়ই সম্ভব। পরীক্ষামূলকভাবে জার্মানির অটোবাহনে ইতিমধ্যেই এ ধরনের রাস্তা তৈরি করা হয়েছে, যার মাধ্যমে ভবিষ্যতে গাড়ির ব্যাটারির আকার ছোট হবে, গাড়ি হালকা হবে এবং বিনা থামায় চলতে পারবে।

• মেডিকেল ডিভাইস: পেসমেকার, কার্ডিয়াক অ্যাসিস্ট সিস্টেম, রেটিনাল ইমপ্লান্ট ইত্যাদির মতো শরীরের ভেতরে স্থাপিত ডিভাইসগুলোর তারবিহীন চার্জিং। বর্তমানে শরীরের ভেতরে স্থাপিত অনেক ডিভাইস তারের মাধ্যমে ত্বকের সঙ্গে যুক্ত থাকে, যা সংক্রমণের ঝুঁকি বাড়ায়। ওয়্যারলেস চার্জিং এই ঝুঁকি দূর করবে এবং রোগীর জীবনযাত্রার মান উন্নত করবে।

• ইন্ডাস্ট্রিয়াল রোবোটিক্স: কারখানায় চলমান রোবটগুলোর তারবিহীন চার্জিং, যাতে তারের জট ছাড়াই অনবরত কাজ করা যায়। ইন্ডাস্ট্রিয়াল রোবটগুলোর তার ও কানেক্টর নষ্ট হওয়া একটি বড় সমস্যা যা ওয়্যারলেস প্রযুক্তি সমাধান করতে পারে।

• মহাকাশ ও ড্রোন: ড্রোনগুলোকে আকাশে উড়ন্ত অবস্থায় লেজারের মাধ্যমে চার্জ প্রদান করা, যাতে তারা অনির্দিষ্টকাল আকাশে অবস্থান করতে পারে। ডারপা ইতিমধ্যেই এ ধরনের পরীক্ষা চালাচ্ছে।

• স্পেস-বেসড সোলার পাওয়ার: ভবিষ্যতের সবচেয়ে উচ্চাভিলাষী প্রকল্প। মহাকাশে স্থাপিত সোলার প্যানেল থেকে অবিরাম (২৪/৭) বিদ্যুৎ উৎপাদন করে মাইক্রোওয়েভের মাধ্যমে পৃথিবীতে পাঠানো হবে। ২০২৩ সালে ক্যালটেকের SSPD-1 স্যাটেলাইট প্রথমবারের মতো মহাকাশে মাইক্রোওয়েভের মাধ্যমে বিদ্যুৎ প্রেরণ প্রদর্শন করে। ২০২২ সালে, চীনের শিজিয়ান বিদ্যুতের দল বিশ্বের প্রথম পূর্ণাঙ্গ স্পেস সোলার পাওয়ার স্টেশন গ্রাউন্ড ভেরিফিকেশন সিস্টেম তৈরি করে, যেখানে বীম কালেকশন ইফিশিয়েন্সি ৮৭.৩% এবং ডিসি-টু-ডিসি মোট দক্ষতা ১৫.০৫% রেকর্ড হয়।

আরও পড়ুন - জীবনের যাত্রা (শেষ পর্ব): চিকিৎসা বিজ্ঞানের ভবিষ্যৎ

৬. তারবিহীন বিদ্যুতের চ্যালেঞ্জ ও সীমাবদ্ধতা

• কার্যকারিতা (Efficiency): এটি সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ। শক্তির উৎস থেকে যত দূরে যাওয়া যায়, ততই শক্তির ঘনত্ব কমতে থাকে। নিয়ার-ফিল্ডের ক্ষেত্রে "ইনভার্স কিউব ল" কার্যকর, যার ফলে ব্যবহারিক প্রয়োগ সেন্টিমিটার স্কেলে সীমাবদ্ধ। ফোন চার্জারের দক্ষতা প্রায় ৭০% হলেও, ইভি ওয়্যারলেস চার্জারের জন্য ৮৫% দক্ষতা প্রয়োজন।

• দূরত্ব (Distance): প্রতিটি প্রযুক্তির নিজস্ব দূরত্বসীমা রয়েছে। ইন্ডাক্টিভ কাপলিং কয়েক মিলিমিটারের বেশি কাজ করে না; রেজোন্যান্স কাপলিং কয়েক মিটার পর্যন্ত কাজ করলেও উচ্চ ক্ষমতার জন্য দূরত্ব আরও কম। মাইক্রোওয়েভ ও লেজার হাজার হাজার কিলোমিটার অতিক্রম করতে পারে, কিন্তু সেক্ষেত্রে বিমকে নির্ভুলভাবে লক্ষ্যে স্থির রাখা কঠিন।

• ইন্টারফিয়ারেন্স ও ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কম্প্যাটিবিলিটি (EMI/EMC): চৌম্বক ক্ষেত্র বা মাইক্রোওয়েভের মতো প্রযুক্তি আশপাশের অন্যান্য ইলেক্ট্রনিক ডিভাইসের সঙ্গে হস্তক্ষেপ করতে পারে। সঠিক ইএমআই/আরএফআই শিল্ডিং ছাড়া অপারেশনাল অস্থিতিশীলতা, রেগুলেটরি ব্যর্থতা এবং পারফরম্যান্সের অবনতি ঘটতে পারে।

• নিরাপত্তা: দীর্ঘ দূরত্বে উচ্চ ক্ষমতার বিম পাঠানোর সময় মানুষ ও প্রাণীর নিরাপত্তা নিশ্চিত করা একটি জটিল চ্যালেঞ্জ। বিশেষ করে যুদ্ধাস্ত্র হিসেবে অপব্যবহারের সম্ভাবনা থেকেও এটি বিতর্কিত।

৭. মানবদেহের জন্য নিরাপত্তা

তারবিহীন বিদ্যুৎ মানবদেহের জন্য নিরাপদ কি না, তা নিয়ে মানুষের স্বাভাবিক উদ্বেগ রয়েছে। তবে এক্ষেত্রে বৈজ্ঞানিক বাস্তবতা ও আন্তর্জাতিক মানদণ্ড আশ্বাস দেয়:

• নিয়ার-ফিল্ড প্রযুক্তি (ইন্ডাক্টিভ ও রেজোন্যান্স): এগুলোয় ব্যবহৃত চৌম্বক ক্ষেত্র মানবদেহের জন্য ক্ষতিকর নয়, কারণ মানবদেহ মূলত নন-ম্যাগনেটিক। ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স প্রযুক্তি বিশেষভাবে নিরাপদ, কারণ এটি কেবল একই ফ্রিকোয়েন্সির রিসিভার ডিভাইসের সাথেই যুক্ত হবে, মানবদেহ বা আশপাশের অন্য বস্তুর সঙ্গে নয়।

• ফার-ফিল্ড প্রযুক্তি (আরএফ, মাইক্রোওয়েভ, লেজার): এর জন্য IEEE এবং IEC-র মতো আন্তর্জাতিক সংস্থা কঠোর নিরাপত্তা মানদণ্ড নির্ধারণ করেছে। IEEE/IEC 63184-2025 স্ট্যান্ডার্ডে মানবদেহের জন্য বৈদ্যুতিক ও চৌম্বক ক্ষেত্রের এক্সপোজার মূল্যায়ন পদ্ধতি নির্ধারিত আছে, যেখানে SAR (Specific Absorption Rate), ইন্টারনাল ইলেকট্রিক ফিল্ড, কারেন্ট ডেনসিটি ইত্যাদি পরিমাপ করা হয়।

• পাওয়ারলাইট টেকনোলজিস তাদের লেজার পাওয়ার ট্রান্সমিটারকে একটি "ভার্চুয়াল সেইফটি কার্টেন" দিয়ে সুরক্ষিত করেছে, যা কোনো বস্তু বিমের পথ অতিক্রম করলে মাইক্রোসেকেন্ডের মধ্যে বিম বন্ধ করে দেয় এবং পথ পরিষ্কার হলে পুনরায় চালু করে।

অর্থাৎ, সঠিকভাবে নকশা করা এবং আন্তর্জাতিক মানদণ্ড মেনে চলা সিস্টেমগুলো মানবদেহের জন্য নিরাপদ। ইউরোপীয় ইউনিয়ন, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রসহ বিভিন্ন দেশ ইতিমধ্যেই ওয়্যারলেস চার্জিং ডিভাইসের জন্য নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি বরাদ্দ করেছে এবং তড়িৎচুম্বকীয় রেডিয়েশন সংক্রান্ত স্ট্যান্ডার্ড নির্ধারণ করেছে।

৮. ভবিষ্যৎ সম্ভাবনা ও দূরকল্পনা

তারবিহীন বিদ্যুতের ভবিষ্যৎ অত্যন্ত উজ্জ্বল। গবেষণাগারগুলোতে যা কিছু ঘটছে, তা থেকে আগামী দশকের চিত্রটি মোটামুটি স্পষ্ট:

• ট্রুলি ওয়্যারলেস অফিস ও হোম: যে ঘরে ঢুকলেই আপনার সমস্ত ডিভাইস অটোমেটিক চার্জ হতে শুরু করবে, কোনো প্যাডে রাখারও প্রয়োজন হবে না।

• স্মার্ট সিটি ও ডায়নামিক চার্জিং: বৈদ্যুতিক গাড়ি চলতে চলতেই রাস্তা থেকে চার্জ নেবে, ফলে ছোট ব্যাটারি নিয়েও দীর্ঘ পথ পাড়ি দেওয়া যাবে। আগামী দিনের শহরে বৈদ্যুতিক পরিবহন ব্যবস্থা সম্পূর্ণ তারবিহীন ও অবিচ্ছিন্ন শক্তির ওপর নির্ভরশীল হবে।

• স্মার্ট হেলথকেয়ার: ইমপ্লান্ট করা মেডিকেল ডিভাইসের জন্য কোনো সার্জারি ছাড়াই নিয়মিত চার্জিং, যা রোগীর জীবনযাত্রার মান আমূল বদলে দেবে।

• স্পেস-বেসড সোলার পাওয়ার (SBSP): এটি শুধু একটি বৈজ্ঞানিক সম্ভাবনা নয়, বাস্তবায়নের দ্বারপ্রান্তে। মহাকাশের অক্ষয় সৌরশক্তিকে কাজে লাগিয়ে পৃথিবীর যেকোনো প্রান্তে পরিচ্ছন্ন বিদ্যুৎ পৌঁছে দেওয়ার এই প্রকল্প বৈশ্বিক জ্বালানি সংকটের টেকসই সমাধান হতে পারে। ইতিমধ্যেই জাপান, চীন, যুক্তরাষ্ট্র-সহ বিভিন্ন দেশ SBSP-র প্রযুক্তিগত প্রদর্শনী সম্পন্ন করেছে এবং ২০৩০-এর দশকের মধ্যে ছোটখাটো পাইলট প্ল্যান্ট চালুর পরিকল্পনা রয়েছে।

তারবিহীন বিদ্যুৎ আর কেবল নিকোলা টেসলার অপূর্ণ স্বপ্ন নয়, এটি এখন বাস্তবতার পথে শক্ত পদক্ষেপ ফেলছে। বৈজ্ঞানিক সাফল্যের প্রতিটি ধাপ—হোক তা MIT-র ২ মিটার দূরত্বের বাল্ব জ্বালানো, DARPA-র কিলোমিটার দূরত্বে ৮০০ ওয়াট পাওয়ার বিমিং, অথবা ক্যালটেকের মহাকাশ থেকে মাইক্রোওয়েভ ট্রান্সমিশনের প্রদর্শন—সবই আমাদের একটি তারমুক্ত, পরিচ্ছন্ন জ্বালানিভিত্তিক ভবিষ্যতের দিকে নিয়ে যাচ্ছে।

এই প্রযুক্তি যখন পূর্ণতা পাবে, তখন আমাদের পৃথিবী আমূল বদলে যাবে: বৈদ্যুতিক গাড়ি চলতে চলতে চার্জ হবে, মানুষের দেহের অভ্যন্তরে স্থাপিত চিকিৎসা যন্ত্র বিনা অস্ত্রোপচারে চার্জিত হবে, এবং মহাকাশের সূর্যালোক পরিণত হবে পৃথিবীর অফুরন্ত শক্তির উৎসে। তারবিহীন পৃথিবী আর স্বপ্ন নয়, এটি সময়ের ব্যবধান মাত্র।

আরও পড়ুন - স্বপ্ন দেখার বিজ্ঞান

FAQ

তারবিহীন বিদ্যুৎ কী?
তারবিহীন বিদ্যুৎ (Wireless Power Transmission) হলো এমন একটি প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে কোনো ভৌত সংযোগ ছাড়াই এক স্থান থেকে অন্য স্থানে বৈদ্যুতিক শক্তি প্রেরণ করা যায়। এটি চৌম্বক ক্ষেত্র, তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ বা লেজারের মাধ্যমে সম্পন্ন হয়।

তারবিহীন বিদ্যুৎ কি সত্যিই সম্ভব?
অবশ্যই সম্ভব। এটি শুধু গবেষণাগারেই সীমাবদ্ধ নয়, ইতিমধ্যেই আমাদের হাতের মুঠোয় থাকা স্মার্টফোনের ওয়্যারলেস চার্জিং প্যাড, ইলেকট্রিক টুথব্রাশ থেকে শুরু করে বৈদ্যুতিক গাড়ির চার্জিং স্টেশন—সবখানেই সীমিত পরিসরে বাণিজ্যিকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে।

তারবিহীন বিদ্যুৎ কীভাবে কাজ করে?
সাধারণত ট্রান্সমিটারের কয়েল থেকে সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্রের মাধ্যমে রিসিভারের কয়েলে বিদ্যুৎ আবেশিত হয়। দীর্ঘ দূরত্বে, বিদ্যুৎকে প্রথমে মাইক্রোওয়েভ বা লেজার রশ্মিতে রূপান্তরিত করে প্রেরণ করা হয়, যা গ্রাহক প্রান্তে পুনরায় বিদ্যুতে রূপান্তরিত হয়।

ওয়্যারলেস চার্জিংয়ের অসুবিধা কী?
প্রধান অসুবিধাগুলো হলো: (১) তারযুক্ত চার্জিংয়ের তুলনায় তুলনামূলক ধীরগতি, (২) তাপ উৎপাদন বেশি, (৩) ডিভাইস ও প্যাডের মধ্যে সঠিক দূরত্ব ও অ্যালাইনমেন্ট বজায় রাখতে হয় এবং (৪) দীর্ঘ দূরত্বে দক্ষতা অনেক কমে যায়।

তারবিহীন বিদ্যুৎ কি স্বাস্থ্যের জন্য ক্ষতিকর?
আন্তর্জাতিক মানদণ্ড অনুযায়ী নকশা করা সিস্টেমগুলো মানবদেহের জন্য নিরাপদ। স্বল্প দূরত্বের প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত চৌম্বক ক্ষেত্র মানবদেহের জন্য ক্ষতিকর নয়। উচ্চক্ষমতার মাইক্রোওয়েভ বা লেজার সিস্টেমের ক্ষেত্রে কঠোর নিরাপত্তা ব্যবস্থা থাকে।

সর্বোচ্চ কত দূরত্বে তারবিহীন বিদ্যুৎ পাঠানো সম্ভব?
সাম্প্রতিক DARPA পরীক্ষায় ৮.৬ কিলোমিটার দূরত্বে লেজারের মাধ্যমে ৮০০ ওয়াট বিদ্যুৎ পাঠানো সম্ভব হয়েছে। মাইক্রোওয়েভ প্রযুক্তির মাধ্যমে মহাকাশ থেকে পৃথিবীতে বিদ্যুৎ পাঠানোর ধারণাও রয়েছে। তবে প্রতিদিনের ব্যবহারের জন্য ইন্ডাক্টিভ কাপলিংয়ে কাজের দূরত্ব মাত্র কয়েক মিলিমিটার, আর রেজোন্যান্স কাপলিংয়ে কয়েক মিটার।