Napelem a Hold porából? Ez lehet az első lépés az önellátó űrbázisok felé
A Hold pora eddig leginkább kihívást jelentett az űrmissziók számára, most azonban a tudósok lehetőséget látnak benne. Egy új kutatás szerint a jövő holdbázisai saját maguk is képesek lehetnek napelemeket előállítani közvetlenül a Hold felszínén található anyagból – drága szállítmányok helyett helyben, hatékonyan.
Forradalmi napelem?
A Potsdami Egyetem kutatói olyan különleges napelem prototípust hoztak létre, amelyet mesterséges holdpor – más néven regolit – megolvasztásával, majd perovszkit kristályréteggel való kombinálásával állítottak elő. Az így készült „moonglass” alapú cellák könnyebbek, olcsóbbak és jobban bírják a sugárzást, mint a jelenlegi, földi gyártású űrnapelemek. A cél, hogy a Holdon létesített jövőbeli települések önállóan is képesek legyenek megtermelni az energiaigényüket, anélkül, hogy minden egyes panelt a Földről kellene odaszállítani – ami hatalmas költségekkel jár.
Egyszerű gyártás, minimális eszközigény
A kutatók szerint a moonglass napelemek előállítása a Holdon különösebb előkészítés nélkül megvalósítható. A nyers regolit közvetlenül felhasználható, nincs szükség bonyolult előfeldolgozásra. A csapat már demonstrálta is a technológiát: egy nagy tükörrel napfényt fókuszáltak, amellyel sikerült a por állagú regolitot üvegszerű anyaggá olvasztani. A holdi körülmények között gyártott moonglass nem átlátszó, hanem tejfehér színű, ami korlátozza a fényelnyelő képességét. Az eddigi prototípusok nagyjából 12%-os hatásfokot értek el, de a szimulációk szerint ez az érték még sokat javulhat.
Miért számít ez ennyire?
Felix Lang, a tanulmány vezető szerzője szerint a jelenleg űrben használt szilíciumalapú napelemek kiválóak, de nehezek és rendkívül költségesek. Egy-egy elemhez üveg- vagy vastag fémréteg szükséges, ami jelentős tömeget jelent, és ezzel együtt szállítási költséget is. Az új megközelítés viszont akár 99%-kal is csökkentheti a Holdra juttatandó tömeg mennyiségét – ha csak a perovszkit vékony rétegét kellene vinni, az összes többi helyben előállítható lenne.
Kapcsolódó tartalom: A Hold mágneses tere tovább fennmaradhatott, mint azt korábban gondolták
A moonglass-technológia egy újabb mérföldkő abban az irányban, hogy a Hold ne csak kutatási célpont legyen, hanem hosszú távon is fenntartható, önellátó bázissá váljon. Egyre több fejlesztés irányul arra, hogy a Holdon megtalálható regolit – azaz a felszíni por – különféle célokra hasznosuljon: oxigén kinyerésére, víz előállítására a felszín alatti jégrétegekből, vagy éppen 3D-nyomtatott épületek létrehozására. Nicholas Bennett, a Sydney-i Műszaki Egyetem kutatója szerint ez az első eset, hogy sikerült valóban működő napelemet előállítani mesterséges holdpor felhasználásával. Ugyanakkor – mint hangsúlyozza – a legnagyobb kihívást most az jelenti, hogyan lehet ezt a megoldást ipari szinten is alkalmazhatóvá tenni, a laboratóriumi környezeten túl.
Összegzés
A moonglass napelemek ötlete nemcsak tudományos bravúr, hanem stratégiai előrelépés is lehet az űrkutatásban. Ha a Hold felszínén elérhető anyagokból képesek leszünk energiaforrást előállítani, az radikálisan megváltoztatja a hosszú távú űrbéli jelenlét lehetőségeit. És ki tudja – talán egyszer még a Földön is alkalmazzuk majd ezeket az eljárásokat.