Солнечные батареи из лунной пыли могут стать источником энергии для будущих космических исследований
Видение будущего производства солнечных элементов на Луне с использованием сырого реголита. Показаны роботы, которые добывают сырой реголит и доставляют его на производственный объект, где производятся лунные солнечные элементы на основе перовскита. Позже автоматизированные вездеходы или космонавты устанавливают изготовленные солнечные элементы для питания будущих лунных жилищ или даже городов. Автор: Sercan Özen
Та же грязь, что прилипает к ботинкам астронавтов, однажды может заставить их светиться. В исследовании, опубликованном в Device, исследователи создали солнечные элементы из искусственной лунной пыли. Элементы эффективно преобразуют солнечный свет в энергию, выдерживают повреждения от радиации и уменьшают необходимость транспортировки тяжелых материалов в космос, предлагая потенциальное решение одной из самых больших проблем освоения космоса: надежные источники энергии.
«Солнечные элементы, используемые сейчас в космосе, поражают воображение, достигая эффективности от 30% до 40%, но эта эффективность имеет свою цену», — говорит ведущий исследователь Феликс Ланг из Потсдамского университета, Германия. «Они очень дороги и относительно тяжелы, поскольку в качестве покрытия они используют стекло или толстую фольгу. Трудно оправдать подъем всех этих элементов в космос».
Вместо того, чтобы перевозить солнечные батареи с Земли, команда Лэнга изучает материалы, доступные на самой Луне. Они намерены заменить земное стекло на стекло, изготовленное из лунного реголита — рыхлого, каменистого поверхностного мусора Луны. Одно это изменение может сократить стартовую массу космического корабля на 99,4%, сократить транспортные расходы на 99% и сделать долгосрочные лунные поселения более осуществимыми.
Чтобы проверить эту идею, исследователи расплавили вещество, разработанное для имитации лунной пыли, в лунное стекло и использовали его для создания нового типа солнечных элементов. Они создали элементы, соединив лунное стекло с перовскитом — классом кристаллов, который дешевле, проще в производстве и очень эффективен в превращении солнечного света в электричество. На каждый грамм материала, отправленного в космос, новые панели производят в 100 раз больше энергии, чем традиционные солнечные панели.
Имитатор лунного реголита, лунное стекло и лунные солнечные элементы. На вставке показана микрофотография поперечного сечения и структура кристалла перовскита. Автор: Felix Lang
«Если вы уменьшите вес на 99%, вам не понадобятся сверхэффективные 30% солнечные элементы, вы просто сделаете их больше на Луне», — говорит Лэнг. «Кроме того, наши элементы более устойчивы к радиации, в то время как другие со временем деградируют».
Когда команда облучила солнечные элементы космическим излучением, версии из лунного стекла превзошли земные. Стандартное стекло медленно темнеет в космосе, блокируя солнечный свет и снижая эффективность. Но лунное стекло имеет естественный коричневый оттенок из-за примесей в лунной пыли, что стабилизирует стекло, предотвращает его дальнейшее потемнение и делает элементы более устойчивыми к радиации.
Команда обнаружила, что изготавливать лунное стекло на удивление просто. Оно не требует сложной очистки, а концентрированный солнечный свет сам по себе может обеспечить экстремальные температуры, необходимые для плавления лунного реголита в стекло. Изменяя толщину лунного стекла и тонко настраивая состав солнечной батареи, команде удалось достичь эффективности в 10%. С более прозрачным лунным стеклом, пропускающим больше света, они полагают, что смогут достичь 23%.
Луна́ — единственный естественный спутник Земли. Самый близкий к Солнцу спутник планеты, так как у ближайших к Солнцу планет (Меркурия и Венеры) их нет. Второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине естественный спутник планеты Солнечной системы. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км (0,00257 а.е., ~30 диаметров Земли). Википедия
Читайте также:Луна укажет путь в финале Clair Obscur: Expedition 33Phison и Lonestar создадут оборудование для лунных ЦОДВ трейлере Genshin Impact — событие «Свет луны меж снов»«Кровавая луна» в Once Human: больше динамики и разнообразияПредположение поклонников Grand Theft Auto 6 о месте действия игры не подтвердилось
«От добычи воды для топлива до строительства домов из лунных кирпичей, ученые находят способы использования лунной пыли», — говорит Лэнг. «Теперь мы можем превратить ее и в солнечные батареи, возможно, обеспечивая энергией, которая понадобится будущему лунному городу».
Больше информации: Moon Photovoltaics utilizing Lunar Regolith and Halide Perovskites., Device (2025). DOI: 10.1016/j.device.2025.100747. www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(25)00060-2
Источник: Cell Press
0 комментариев