Forskere brugte en syntetisk version af Moon Dust til at bygge arbejdssolpaneler, som til sidst kunne oprettes inden for – og bruges til magt – en månens base af fremtiden
Et bagagerum på månens støvede overflade
Fremtidige månebaser kunne drives af solceller fremstillet på stedet fra smeltet månestøv.
At bygge genstande på månen, ved at bruge materialer, der allerede er der, ville være mere praktiske end at sende dem fra Jorden. Da Felix Lang på University of Potsdam i Tyskland hørte om denne idé, vidste han øjeblikkeligt, hvad han skulle gøre. ”Det var som,” Vi er nødt til at lave en solcelle som denne, straks ”, siger han.
To år senere har Langs team bygget og testet adskillige solceller med Moon Dust som en ingrediens. Den anden nøglekomponent er en krystal kaldet Halide Perovskite, der indeholder elementer som bly, brom og jod sammen med lange molekyler af kulstof, brint og nitrogen.
Holdet smeltede en syntetisk version af Lunar Regolith – laget af løse klipper og støv, der tæpper månen – til “Moonglass”, som de derefter lagde med krystalen for at afslutte en solcelle. De rensede ikke regolitten, så Moonglass var mindre gennemsigtig end materialer i konventionelle solceller. Men Lang siger, at holdets bedste prototyper stadig nåede ca. 12 procent effektivitet. Mere konventionelle perovskitiske solceller når typisk effektivitet tæt på 26 procent; Lang siger, at computersimuleringer antyder, at hans team kunne nå dette nummer i fremtiden.
Generelt er forskere enige om, at perovskitiske solceller overgår de mere traditionelle siliciumbaserede enheder, både i rummet og på jorden. Fra månens synspunkt er det også attraktivt at bruge perovskitmaterialer, fordi de kan holdes meget tynde, hvilket ville reducere vægten af det materiale, der skal transporteres til månen. I henhold til holdets estimater ville en solcelle med et areal på 400 kvadratmeter kun kræve omkring et kg perovskit. Dette er en imponerende påstand, siger Ian Crawford i Birkbeck, University of London.
At ikke skulle rense regolitten er på samme måde vigtigt, da det betyder, at ingen specielle reaktorer ville være nødvendige. Faktisk siger Lang, at et stort buet spejl og sollys kunne skabe en stråle af lys varm nok til at gøre Moonglass. En af hans kolleger testede allerede denne teknik på taget af deres universitet og så nogle tegn på Regolith -smeltning, siger han.
Nicholas Bennett ved University of Technology Sydney siger, at mens tidligere undersøgelser forsøgte at behandle Lunar Regolith til gennemsigtigt glas, er dette første gang, at en solcelle har vist sig at fungere i stedet med den mindre finede Moonglass. Udfordringen nu, siger han, er at lave masser af Moonglass uden for laboratoriet. Hvis det lykkes, kan sådan smelteteknologi hjælpe med at skabe andre ting, som en månebase muligvis har brug for, som fliser, siger Crawford.
Michael Duke på Lunar og Planetary Institute siger, at fremstilling af Moonglass-baserede solceller vil kræve mange teknologiske fremskridt, fra at udgrave regolit til at forbinde individuelle celler til arrays. Stadig, hvis en solcellefabrik nogensinde blev etableret på månen, kunne den have positive knock-on-effekter. I denne fremtid kunne rumbaserede systemer som satellitter bruge månefremstillede solceller i stedet for dem, der er oprettet på jorden, fordi lancering af nyttelast fra månen kræver mindre energi, siger han.
Lang og hans kolleger arbejder nu på at øge deres solcellers effektivitet. For eksempel arbejder de på, om de kan forbedre kvaliteten af deres moonglass ved at bruge magneter til at vælge jern fra regoliten, før de smelter det.
I sidste ende ønsker de at udvide processen til andre støvede borgere af rummet. ”Vi tænker allerede,” Kan vi få dette til at arbejde med Mars Regolith? ”Siger Lang.