Будущие лунные базы: энергия из лунной пыли как ключ к устойчивому исследованию Луны

Современные космические исследования делают шаг вперед в реализации концепции постоянного присутствия человека на Луне. Одной из самых актуальных задач является обеспечение энергетической независимости лунных баз, и недавние разработки в области солнечной энергетики могут стать прорывом в этом направлении. Согласно исследованиям, проведенным лабораторией устойчивой к радиации электроники с мягкими полупроводниками под руководством физика Феликса Ланга из Потсдамского университета, лунные солнечные элементы, изготовленные из местных ресурсов, обладают огромным потенциалом.

Инновационные технологии производства

Исследователи разработали и протестировали несколько видов солнечных элементов, основным сырьем для которых является лунная пыль. Команда использует синтетический аналог лунного реголита — слоя рыхлых камней и пыли на поверхности Луны. Этот материал плавится, образуя «лунное стекло», которое затем соединяется с галогенидным перовскитом, содержащим элементы, такие как свинец, бром и йод. Результаты экспериментов опубликованы в журнале Device, где ученые продемонстрировали КПД своих прототипов на уровне до 12% — это неожиданно удачное достижение, если учесть, что чистота лунного стекла не была на самом высоком уровне.

По сравнению с обычными перовскитными солнечными элементами, достигшими эффективности около 26%, разработка Ланга демонстрирует многообещающие результаты, которые, согласно компьютерному моделированию, могут быть значительно улучшены. Это открытие наглядно показывает, что применение местных ресурсов для создания энергии может радикально изменить подход к будущим лунным миссиям.

Преимущества перовскитных солнечных элементов

Перовскитные солнечные элементы приобретают все большее признание как в космосе, так и на Земле. Их основные преимущества заключаются в малом весе и гибкости, что может существенно снизить расходы на грузоперевозки. Для создания солнечного элемента площадью 400 квадратных метров потребуется лишь около килограмма перовскита. Примечательно, что процесс производства оказывается простым: следует лишь иметь большое вогнутое зеркало и доступ к солнечному свету. Комплексные исследования продолжаются, и, как отметил профессор Ян Кроуфорд из Лондонского университета Биркбек, успешное применение этой технологии может открыть возможности для производства других необходимых материалов на Луне, например, плитки для строительства.

Перспективы расширения применения

Несмотря на значительные достижения, путь к оптимизации технологий еще далек. Феликс Ланг и его команда намерены повысить эффективность своих солнечных элементов. Один из исследовательских аспектов включает удаление железа из реголита с использованием магнитного поля перед плавлением, что может улучшить качество лунного стекла.

Лунные базы, основанные на этих технологических достижениях, имеют потенциал не только для устойчивого энергообеспечения, но и для запуска производства на других небесных телах, включая Марс. «Мы уже задумываемся о возможностях использования аналогичных технологий с марсианским реголитом», — выразил свои мысли Ланг.

Вывод

Применение местных ресурсов, таких как лунная пыль, для создания солнечных элементов представляет собой значительный шаг вперед в исследовании и колонизации Луны. Эти технологии могут привести к созданию самодостаточных и устойчивых лунных баз, что, в свою очередь, будет способствовать дальнейшему развитию космической науки и увеличению доступа человека к другим планетам. Исследования, проводимые под руководством физиков и геохимиков, открывают новые горизонты и вдохновляют на дальнейшие достижения в области космической энергетики.