月球上的光伏,以后要整起來啦!來源:NASA紀錄片
美國有個阿爾忒彌斯計劃(英文:Artemis Program),是由美國政府資助的一個載人航天項目。其目標是在2024年前將宇航員平安送往月球并返回,并建立常態(tài)化駐留機制,為未來的火星載人登陸任務鋪平道路。
2022年11月16日,在美國佛羅里達州肯尼迪航天中心39B發(fā)射臺,美國國家航空航天局(NASA)史上最強運載火箭太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)首飛升空,執(zhí)行無人繞月飛行測試任務“阿爾忒彌斯1號”,獵戶座飛船由此開啟繞月之旅。
2024年,包括以色列在內的十幾個國家加入的阿爾忒彌斯項目就將讓宇航員繞月飛行。如果一切按計劃進行,2025年將是自1972年阿波羅17號以來的首次載人登月。
為了實現(xiàn)這一目標,一個關鍵的挑戰(zhàn)將是,人類將開采覆蓋月球表面的、被稱為風化層的石質沉積物,以分離其中的金屬和氧氣。為開采和分離工作提供動力成為關鍵中的關鍵。
根據(jù)美國政府網(wǎng)站介紹,美國宇航局和美國能源部正在努力推進太空核技術。它認為“裂變系統(tǒng)是可靠的”,因為不受地理位置、陽光以及其他自然環(huán)境條件影響,都可以提供連續(xù)的電力。
但是,作為同樣重要的替代方案,一位美國出生的以色列學者設計出一個計劃,用太陽能電池來點亮月球。
本·古里安大學太陽能和環(huán)境物理系名譽教授杰弗里·戈登(Jeffrey Gordon)計算出,提供相同數(shù)量的電力所需的質量,將會比最佳的核選擇,至少要輕六倍。
他聲稱,他的方案能夠為制氧設施提供100%不間斷的電力供應,而且能夠始終將足夠數(shù)量的太陽能電池面板暴露在陽光之中。
戈登今年早些時候在學術期刊《可再生能源》上發(fā)表了他的方案,隨后被邀請在美國俄亥俄州克利夫蘭的NASA約翰·H·格倫研究中心講學。
戈登說:“美國宇航局想要一個可靠,長壽命,最小質量的系統(tǒng),可靠性優(yōu)先于成本。”
在人類移民月球的初始階段,只需要少量的能源,美國宇航局已經(jīng)選擇了六家公司的方案,其中三家基于太陽能技術,三家采用核裂變技術。
當然,從長期看,美國宇航局還將需要更多的能量來從月球上提取水。第一步首先要在月球表面開采用于月球建設的金屬,并將這些金屬與氧氣分離,氧氣約占石質沉積物的45%。
杰弗里·戈登教授在本古里安大學太陽能與環(huán)境物理系實驗室里
從月球風化層中提取的氧氣將滿足人類的需求,但主要是為火箭和軌道衛(wèi)星提供燃料和燃料。因為火箭必須裝載足夠的液氧和氫氣,作為它們進入太空或者返回地球的動力。
目前,每公斤的有效載荷需要大約100萬美元的成本,如果有可能在月球加油站提供氧氣,成本可能會大幅降低。
戈登計劃在月球極地附近安裝一圈太陽能電池板,就像地球的南北極一樣。制氧工廠將位于靠近極點約10公里的地方。
在真空條件下工作的月球制氧裝置原型
以色列在2019年時發(fā)射過自己的登月艙Beresheet。但由于技術故障,該飛船在著陸時墜毀。
以色列第一位宇航員伊蘭·拉蒙(Ilan Ramon)于2003年遇難。當時哥倫比亞號航天飛船在重新進入大氣層時解體,機上七名機組人員全部遇難。
原標題:以色列人將在月球上安裝光伏?