Німецькі вчені з Потсдамського університету розробили революційну технологію виробництва сонячних елементів. Вони використали змодельований місячний пил для створення ефективних енергетичних систем. Ця розробка може кардинально змінити підходи до забезпечення енергією космічних місій.
Спеціалісти під керівництвом Фелікса Ланга розробили метод перетворення реголіту на скло. Це дозволяє створювати сонячні елементи безпосередньо на місячній поверхні. Головною перевагою такого підходу є суттєве зниження маси вантажів, що доставляються з Землі.
Переваги місячних сонячних елементів
“Сонячні батареї, які зараз використовуються в космосі, вражають своєю ефективністю, досягаючи 30% і навіть 40%, але ця ефективність має свою ціну”, – зазначає Фелікс Ланг. Заміна земного скла на “місячне” зменшує масу космічного корабля на 99,4%. Це також знижує транспортні витрати на 99%.
Дослідники переплавили імітацію місячного пилу в скло і створили новий тип сонячних батарей. Вони поєднали отримане скло з перовскітом – дешевим та ефективним сонячним матеріалом. Ці елементи генерують до ста разів більше енергії з кожного грама матеріалу.
“Якщо зменшити вагу на 99%, вам не знадобляться ультраефективні 30% сонячні елементи, ви просто зробите їх більше на Місяці”, – пояснює науковець. Крім того, нові батареї виявилися більш стійкими до радіації, ніж традиційні сонячні панелі.
Технологічні аспекти виробництва
Однією з головних переваг розробки є простота виробництва місячного скла. Воно не потребує складних процесів очищення. Концентроване сонячне світло здатне розплавити місячний реголіт і перетворити його на скло.
Вчені досягли 10% ефективності для своїх сонячних елементів. Це дуже обнадійливий показник для первинного етапу розробки. Дослідники вважають, що використання більш прозорого місячного скла дозволить підвищити ефективність до 23%.
Звичайно, залишаються певні технологічні виклики. Менша гравітація може вплинути на процес формування скла. Розчинники для обробки перовскіту не працюватимуть у вакуумі. Екстремальні температурні перепади можуть загрожувати стабільності матеріалу.
Перспективи для місячних поселень
“Від видобутку води на паливо до будівництва будинків з місячної цегли – вчені шукали способи використання місячного пилу”, – говорить Ланг. “Тепер ми можемо перетворити його на сонячні батареї, які, можливо, забезпечать енергією майбутнє місто на Місяці”.
Дослідники планують відправити невеликий експериментальний зразок на Місяць. Це дозволить протестувати їхню розробку в реальних умовах. Результати досліджень опубліковані в науковому журналі Device.
Ця технологія може стати ключовим елементом у створенні самодостатніх місячних поселень. Вона дозволить виробляти електроенергію з місцевих ресурсів. Таким чином, звичайний місячний пил може перетворитися на цінний енергетичний ресурс для майбутніх космічних місій.