Η υπόθεση για την ύπαρξη μόνιμης βάσης στο φεγγάρι ως σημείο σταδιοποίησης για την εξερεύνηση του διαστήματος έχει γίνει πολλές φορές όλα αυτά τα χρόνια. Στην πραγματικότητα, η κατασκευή μιας πραγματικής σεληνιακής εγκατάστασης παρουσιάζει πολλές σημαντικές προκλήσεις υλικοτεχνικής υποστήριξης, κυρίως από τις οποίες είναι το Πραγματικά αστρονομικό κόστος της αποστολής των πραγμάτων στο διάστημα.
Ένα νέο μελέτη Δημοσιεύθηκε στις 3 Απριλίου στο περιοδικό Συσκευή Προτείνει ότι η απάντηση σε τουλάχιστον μία σεληνιακή υλικοτεχνική πρόκληση θα μπορούσε, κυριολεκτικά, να βρεθεί γύρω από το ίδιο το φεγγάρι. Το χαρτί διερευνά την ιδέα της χρήσης του σεληνιακού regolith – το λεπτό στρώμα σκόνης και μικρών σωματιδίων που καλύπτουν τη σεληνιακή επιφάνεια – για να κατασκευάζουν γυαλί για ηλιακούς συλλέκτες. Το “Moonglass”, που έσπασε στο ίδιο το φεγγάρι, θα χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια ως θωράκιση για ηλιακούς συλλέκτες με βάση το περοβσκίτη. Τα πάνελ θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή ισχύος για μια σεληνιακή εγκατάσταση.
Τι είναι οι περοβσκίτες;
Οι περοβσκίτες είναι γενικός όρος για υλικά με κυβική κρυσταλλική δομή παρόμοια με εκείνη του ορυκτού περοβσκίτη. Τους δυναμικό για χρήση σε ηλιακά κύτταρα έχει δημιουργήσει πολλούς τίτλους τα τελευταία χρόνια, κυρίως λόγω του ωφελείται Προσφέρουν σε παραδοσιακά κύτταρα με βάση το πυρίτιο. Συγκεκριμένα, οι περοβσκίτες έχουν υψηλή δυναμική απόδοση και θεωρητικά επιτρέπουν την κατασκευή σημαντικά λεπτότερων και ελαφρύτερων πλαισίων από τα κύτταρα πυριτίου.
Felix Langένας συν-συγγραφέας της μελέτης και επικεφαλής της (ακτινοβολίας) ανεκτικών ηλεκτρονικών με ομάδες Soft Semiconductors (ROSI) στο Ινστιτούτο Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Potsdam, εξηγεί ότι η ιδέα είναι να συνδυαστούν οι Perovskites υψηλής ποιότητας που πετούν από τη Γη με γυαλί που κατασκευάζεται επί τόπου.
[ Related: Solar panels are getting more efficient, thanks to perovskite. ]
Εκτιμά ότι αυτό “[would] Επιτρέψτε μας να αποθηκεύσουμε> 99% μάζα [compared to flying both glass and perovskites from Earth]. ” Η εξοικονόμηση, με τη σειρά του, θα επέτρεπε τη μεταφορά μεγαλύτερης ποσότητας περοβσκίτη.
“Χρειαζόμαστε μόνο ένα πάχος κάτω από 1 μικρόμετρο για το perovskite, έτσι με 1kg [or 2.2 pounds of perovskites] Μπορούμε να παράγουμε περίπου 400μ.2 των ηλιακών κυττάρων », λέει ο Lang.
Το αν αυτή η ιδέα είναι εφικτή εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, οι σημαντικότεροι από τους οποίους είναι η καταλληλότητα του ίδιου του regolith για την κατασκευή γυαλιού. Η σύνθεση του Lunar Regolith ποικίλλει ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος. Ο Ο Regolith που βρίσκεται στα υψίπεδα του φεγγαριού διαφέρει Με λεπτό τρόπο από αυτό που βρέθηκε πιο κοντά στον ισημερινό.
Για να ληφθούν υπόψη αυτές οι αλλαγές στο γεωγραφικό πλάτος, η ομάδα δημιούργησε διάφορα δείγματα που σχεδιάστηκαν για να αναπαράγουν τη σύνθεση του Regolith και να δοκιμάσουν την καταλληλότητά τους για κάθε δείγμα για την κατασκευή γυαλιού. Διαπίστωσαν ότι το γυαλί από ένα δείγμα που προσομοιώνει το regolith των περιοχών του Highland του φεγγαριού, ονομάστηκε μπανιέρες-tμπορεί να έρθει με ένα σημαντικό πρόσθετο όφελος. Οι μπανιέρες θα μπορούσαν ενδεχομένως να λύσουν ένα σημαντικό πρόβλημα με τους λειτουργικούς ηλιακούς συλλέκτες στο σκληρό σεληνιακό περιβάλλον-ακτινοβολία.
Ο συντελεστής ακτινοβολίας
Χώρος γεμάτος ακτινοβολία. Κάτω εδώ στη γη, είμαστε θωρακισμένοι από το μεγαλύτερο μέρος από αυτό από την ατμόσφαιρα μας, αλλά το φεγγάρι δεν έχει τέτοια τύχη. Η επιφάνεια του λαμβάνει περίπου 200 φορές Περισσότερη ακτινοβολία από τον υπέροχο σπίτι μας. Αυτό το περιβάλλον υψηλής ακτινοβολίας είναι κακά νέα για το ανθρώπινο σώμα, αλλά επηρεάζει και άλλες ουσίες-όπως το γυαλί. Όταν το συμβατικό γυαλί χρησιμοποιείται στο διάστημα, ο αμείλικτος βομβαρδισμός της ακτινοβολίας έχει μια ανεπιθύμητη συνέπεια: με την πάροδο του χρόνου, τείνει να κάνει το γυαλί να σκουραίνει και να γίνει αδιαφανές.
Σαφώς, αυτό είναι ακριβώς αυτό όχι Θέλετε σε γυαλί που χρησιμοποιείται σε ένα σεληνιακό ηλιακό πάνελ και κάθε γυαλί που χρησιμοποιείται στο διάστημα πρέπει να είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στην ακτινοβολία.
“Αθροιση [iron oxide] Το γυαλί χρησιμοποιείται [to make] Ειδικό γυαλί χώρου, [and] Το οξείδιο του δημητριακού λειτουργεί επίσης “, εξηγεί ο Lang.
Ένα από τα Τα καθοριστικά χαρακτηριστικά του Tubs-T είναι η παρουσία μικρών ποσοτήτων οξειδίου του σιδήρου (II). Αυτή η ακαθαρσία έχει ως αποτέλεσμα το γυαλί που έχει ήδη μια ελαφρά καφέ απόχρωση και είναι ανθεκτική στην περαιτέρω σκοτεινιά – ακριβώς το είδος του “ειδικού χώρου γυαλιού” Lang που περιγράφει. Έτσι θεωρητικά, έχοντας μια εύκολα διαθέσιμη πηγή υλικού που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ανθεκτικού στην ακτινοβολία γυαλιού στο φεγγάρι θα ήταν ένα τεράστιο επίδομα για ένα πιθανό φεγγάρι.
Υπολογισμός κόστους
Παρ ‘όλα αυτά, τα μακροπρόθεσμα οφέλη από την ικανότητα κατασκευής γυαλιού στο φεγγάρι θα πρέπει να ζυγιστούν ενάντια στο αρχικό κόστος για την καθιέρωση μιας εγκατάστασης που μπορεί να το πράξει. Για παράδειγμα, το Οι καθρέφτες θα πρέπει να πετάξουν από τη Γηόπως και όλα τα άλλα κρίσιμα μέρη και η υποδομή.
Ο Lang λέει ότι δεν είναι απλό να εκτιμηθεί πόσο καιρό θα χρειαζόταν για να ξεπεράσει ο πρώτος ο τελευταίος. “Σε αυτό το στάδιο, δεν είμαστε σίγουροι πόσο βαρύ θα πρέπει να είναι ο εξοπλισμός, καθώς θα εξαρτηθεί επίσης από πολλούς παράγοντες, για παράδειγμα παραγωγική ικανότητα”.
Ωστόσο, η μελέτη κάνει μοντέλο διάφορα σενάρια Για την ποσότητα ισχύος που θα πρέπει να δημιουργηθεί για την ιδέα του Moonglass/Perovskite να είναι πιο αποτελεσματική από την απλή αποστολή προκατασκευασμένων πάνελ από τη Γη. Βρίσκει ένα γλυκό σημείο μεταξύ 3 και 10 megawatts φωτοβολταϊκής γενιάς: σε χαμηλότερα επίπεδα, τα οφέλη αντισταθμίζονται από το κόστος της αποστολής του εξοπλισμού παραγωγής, ενώ σε υψηλότερα επίπεδα, το βάρος των προδρόμων υλικών αρχίζει να έχει αντίκτυπο.
[ Related: Future lunar bases could be built with LEGO moon bricks. ]
Προβλήματα γης έναντι προβλημάτων φεγγαριού
Επιπλέον, ο Lang λέει ότι ο Moonglass θα βοηθούσε επίσης στην άμβλυνση ενός άλλου δυνητικού ζητήματος – Σχετικά εύθραυστη φύση των ηλιακών κυττάρων με βάση το perovskite. Οι ηλιακοί συλλέκτες που βασίζονται σε περοβσκίτες μπορούν να επιτύχουν αποτελεσματικότητα υψηλότερη από τα παραδοσιακά πάνελ με βάση το πυρίτιο.
Εδώ στη Γη, αυτά τα ηλιακά κύτταρα μαστίζονται από προβλήματα με αστάθεια, κυρίως λόγω της περιβαλλοντικής υποβάθμισης από την υγρασία και το οξυγόνο. Ενώ ορισμένα από αυτά τα προβλήματα απουσιάζουν στο φεγγάρι, οι σεληνιακοί ηλιακοί συλλέκτες θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν προβλήματα με την ευαισθησία στην υπεριώδη ακτινοβολία και την ευαισθησία σε θερμικό σοκ.
“Αυτά είναι σημεία στα οποία εξακολουθούμε να δουλεύουμε”, λέει ο Lang. Σημειώνει ότι τα προκαταρκτικά δεδομένα της ομάδας υποδηλώνουν ότι το Moonglass κάνει τα κύτταρα Perovskite “πολύ πιο ανθεκτικά στο φως του υπεριώδους ακτινοβολίας από το χαλαζία ή τα γυαλί που βασίζονται σε περοβσκίτη ηλιακά κύτταρα, καθώς το Moonglass απορροφά μερικές από τις επιβλαβείς ακτινοβολίες UV πριν [it] φτάνει στο Perovskite. “
Από τη μία άποψη, τουλάχιστον, ο Lang λέει ότι οι περοβσκίτες είναι ιδανικοί για εξωγήινη χρήση. Ακόμη και με αυτή την ευαισθησία στην υπεριώδη ακτινοβολία, είναι εξαιρετικά ανεκτικοί στην ακτινοβολία.
“Οι περοβσκίτες … ανεχτούν πολύ υψηλές ποσότητες ακτινοβολίας χωρίς ζημιά. Αναφερόμαστε σε αυτά ως ανεκτικά στην ακτινοβολία, καθώς το μαλακό πλέγμα τους επιτρέπει όχι μόνο ανέχονται ζημιές ακτινοβολίαςαλλά [to] πράγματι ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ ΜΕΤΑ. “
Περισσότερες προσφορές, κριτικές και οδηγοί αγοράς
VIA: popsci.com
