Реплика солнечных батарей: будущее лунных баз с использованием местных ресурсов
Совсем скоро человечество может столкнуться с новой эридной реальностью — создать эффективные солнечные батареи на Луне с использованием местного материала. Исследования, проведенные под руководством физика Феликса Ланга в Потсдамском университете, открывают перспективы для создания лунных солнечных элементов из расплавленной лунной пыли, что будет гораздо выгоднее, чем транспортировка солнечных панелей с Земли.
Ученые разработали и протестировали несколько прототипов солнечных элементов, в состав которых входит синтетический аналог лунного реголита — слоя рыхлой породы, покрывающего поверхность Луны. Этот реголит был превращён в так называемое «лунное стекло» и соединён с галогенидным перовскитом, содержащим элементы, такие как свинец, бром и йод. Несмотря на первоначальную мутность полученного материала, КПД лучших прототипов удалось довести до 12%. Это немалый шаг по сравнению с традиционными кремниевыми солнечными элементами, которые показывают эффективность около 26%.
Примечательно, что перовскитные солнечные элементы имеют несколько ключевых преимуществ: они более легкие и могут быть изготовлены без необходимости очищать реголит. Исследования показывают, что для солнечного элемента площадью 400 квадратных метров потребуется всего около килограмма перовскита, что значительно уменьшает затраты на грузовые миссии, направленные на Луну. Использование фокусированного солнечного света в сочетании с вогнутым зеркалом позволит плавить реголит на месте, что делает процесс инновационным и доступным.
Профессор Ян Кроуфорд из Лондонского университета Биркбек отмечает, что подобные технологии могут не только упростить производство солнечных элементов, но и привести к созданию других необходимых материалов для лунной инфраструктуры, таких как плитка. Геохимик Майкл Дьюк из Лунно-планетного института подчеркивает, что возможность запустить с Луны разработки и производственные линии станет благоприятным фактором для будущих космических миссий, так как запуск с Луны экономически более выгоден, чем с Земли.
На данный момент команда Ланга продолжает работать над увеличением эффективности своих солнечных элементов. Одной из стратегий улучшения качества лунного стекла является использование магнитов для удаления железа из реголита перед плавлением — процесс, который уже проводился «в полевых условиях» на крыше университета.
Эти прорывные исследования открывают новые горизонты в космической технологии. Как заключает Ланг, команда активно размышляет о возможности адаптации разработанных технологий для использования на других небесных телах, таких как Марс: «Можно ли сделать то же самое с марсианским реголитом?»
Таким образом, успешное применение солнечных батарей из местных ресурсов на Луне может стать не только шагом к автономным лунным базам, но и важной вехой в колонизации других планет, сокращая человеческую зависимость от ресурсов, доставляемых с Земли.
