Профессор Гордон из Университета Бен-Гуриона разработал план размещения солнечных батарей на Луне

Джеффри Гордон (Jeffrey Gordon), профессор Университета имени Бен-Гуриона (Израиль), представил НАСА проект по созданию системы бесперебойной подачи энергии на Луне без использования аккумуляторных батарей.

Профессор Гордон из Университета Бен-Гуриона (Израиль) разработал план размещения солнечных батарей вокруг полюсов Луны, чтобы постоянно генерировать солнечную энергию. Предоставлено НАСА

План профессора по производству кислорода в качестве ракетного топлива для миссий НАСА

Для создания долговременных обитаемых лунных баз необходимы заводы, которые будут непрерывно добывать из лунного грунта тысячи тонн кислорода для ракетного топлива или систем жизнеобеспечения. Для этого нужен источник, который будет подавать энергию в течение лунной ночи, длящейся около 15 земных суток. Единственным возобновляемым источником энергии на Луне является солнечное излучение, поэтому ранее предполагалось использование дорогостоящих аккумуляторных батарей.

Прошло полвека с тех пор, как человек в последний раз ходил по Луне, но космическая гонка снова началась.

Первая лунная посадка НАСА после Аполлона-17 запланирована на 2025 год, когда четыре члена экипажа должны стартовать на Артемиде III. За ними последует серия миссий с экипажем, направленных на исследование не только Луны, но и Марса к 2035 году.

Выработка энергии на Луне является жизненно важной частью программы. Вам нужна энергия для создания кислорода. И вам нужен кислород отчасти для того, чтобы посетители могли дышать, но прежде всего в качестве ракетного топлива.

Луна должна стать своего рода заправочной станцией, позволяющей ракетам заправляться топливом для их возвращения на Землю или заправляться для дальнейшего путешествия на Марс.

Изображение того, как солнечная энергия может быть создана на Луне. План профессора Гордона состоит в том, чтобы расположить панели кольцом вокруг одного из полюсов Луны . Предоставлено ESA (Европейское космическое агентство).

На Луне нет атмосферы, но кислород доступен, если вы нагреете лунный грунт до чрезвычайно высоких температур. А для этого нужна энергия.

На Луне нет ископаемого топлива, нет энергии ветра, волн или гидроэнергетики. Поэтому НАСА, а также другие космические агентства исследовали только два возможных источника — ядерный и солнечный.

Израильский эксперт, профессор Джеффри Гордон из Университета Бен-Гуриона, предложил решение, которое может изменить ситуацию в пользу солнечной энергии. Он не работает в НАСА, но они очень заинтересовались его идеей.

Ракета NASA Space Launch System (SLS) с космическим кораблем Orion перед испытательным полетом без экипажа. Предоставлено НАСА.

Есть несколько больших плюсов в использовании солнечной энергии на Луне. Отсутствие атмосферы означает отсутствие облаков, поэтому солнечный свет гарантирован. Но «день» на Луне длится чуть более 29 с половиной дней, поэтому половина из них будет «ночью» без солнечного света. Это минус.

Хранение энергии в батареях на Земле достаточно сложно и дорого, но каждый килограмм оборудования, отправленного на Луну, стоит 1 миллион долларов.

Таким образом, задача состоит в том, чтобы обеспечить постоянную подачу электроэнергии в любое время дня и ночи, сводя к минимуму аппаратное обеспечение.

Решение профессора Гордона, если говорить очень просто, состоит в том, чтобы установить кольцо фотоэлектрических солнечных панелей, используемых на Земле, вокруг одного из полюсов Луны, чтобы в любой момент ее вращения некоторые из них находились на Солнце и производили энергию.

Теоретически их можно было бы расположить вокруг экватора Луны, но для этого потребуется гораздо более тяжелая инфраструктура, соединяющая их друг с другом и с реактором — машиной, которая нагревает лунный грунт и выделяет кислород. Обход полюсов означает, что все будет достаточно близко друг к другу.

Профессор Джеффри Гордон. Предоставлено Университетом Бен-Гуриона

Профессор Гордон из Департамента солнечной энергии и физики окружающей среды говорит, что идеальное положение для солнечных панелей было бы примерно в трех градусах широты от полюсов.

Он опубликовал свою статью под названием «Непрерывная фотоэлектрическая энергия для колонизации Луны без необходимости хранения» в журнале "Renewable Energy" (Возобновляемая энергия) в феврале 2022г.

«Менее чем через два дня после публикации со мной связался директор отдела солнечной энергетики НАСА в Кливленде, штат Огайо, — рассказывает профессор Гордон.

«директор сказал, что в августе у них будет конференция по различным аспектам использования солнечной энергии в космосе, и колонизация Луны теперь занимает важное место в нашей повестке дня и наших приоритетах. И добавил: «Мы были бы рады, если бы вы приехали, представили это и обсудили с нами».

Как может выглядеть ядерная альтернатива солнечной энергии. Предоставлено ESA (Европейское космическое агентство)

Профессор Гордон говорит, что его решение может оказаться «заметно полезней» — если измерять вес оборудования, доставленного на Луну, по сравнению с производством электроэнергии — по сравнению с любым из вариантов, которые в настоящее время рассматривает НАСА, а именно ядерными реакторами или солнечными батареями с аккумуляторными батареями.

«На Луне в нашу пользу работают два фактора. Во-первых, атмосферы нет, поэтому, если вы можете указать на солнце, независимо от того, на какой широте вы находитесь, вы получите одинаковую интенсивность солнечного излучения», — говорит он.

«Другое заключается в том, что наклон Луны мал, поэтому сезонная зависимость намного меньше».

Полярные широты на Земле не получают достаточно солнечного излучения, чтобы сделать солнечную энергию стоящей, но на Луне они есть. А поскольку погода не учитывается, количество солнечного света, которое они получают, полностью предсказуемо.

Так может выглядеть кислородный реактор на Луне, работающий на солнечной энергии. Предоставлено ESA (Европейское космическое агентство)

НАСА заявляет, что ему потребуются тысячи тонн кислорода в год для «колонизации» — термин, который звучит как переселение огромного населения в 240 000 миль от дома, но в основном относится к производству топлива для ракет.

Они работают частично на водороде, который не может быть произведен на Луне, и в основном на кислороде, который может быть произведён. «На Луне повсюду есть почва, и по составу она на 45% состоит из кислорода», — говорит профессор Гордон.

«Просто почва должна быть разложена на чистый кислород в металлах. Количество, необходимое для запуска ракет с Луны, намного меньше, чем на Земле, потому что гравитационное притяжение на Луне составляет одну шестую от земного».

Художественное изображение индивидуального реактора по производству кислорода с электрическим приводом на Луне.

Профессор Гордон убежден, что его решение для энергии на Луне лучше, чем существующие варианты, но он должен подождать, чтобы узнать, что скажет НАСА.

«Наша новая стратегия более чем в 100 раз лучше, чем солнечная энергия с аккумуляторными батареями. Это также, по крайней мере, в шесть раз лучше, чем решение, которое сейчас рассматривает НАСА, с ядерными реакторами, приводящими в действие обычные турбины и генераторы», — сказал профессор Гордон .

Гордон представил свои выводы специалистам НАСА в Исследовательском центре Гленна в Кливленде, штат Огайо, в августе. По его словам, в космическом агентстве выразили готовность пересмотреть план, который сейчас предусматривает обеспечение лунных колоний ядерной энергией вместо солнечной.

Перевод с английского

0
Комментарии
-3 комментариев
Раскрывать всегда