Ogniwa słoneczne z pyłu księżycowego

Ogniwa słoneczne z pyłu księżycowego

Sztucznie wytworzony pył księżycowy został wykorzystany do produkcji głównych elementów ogniw słonecznych, co otwiera nowe perspektywy dla projektu budowy kolonii księżycowej, przedstawionego przed rokiem przez prezydenta Stanów Zjednoczonych Georga Bush’a.

Plan Bush’a ukazuje wizję stacjonarnej bazy księżycowej, dzięki której ludzie będą mogli eksplorować powierzchnię księżyca, a następnie udać się na Marsa. “Będzie nam potrzebne źródło zasilania” powiedział David Williams, planetolog NASA, National Space Science Data Center w Greenbelt (USA). “Przenoszenie surowców z Ziemi jest bardzo kosztowne” dodaje Williams. Pomysł na sposób zasilania wyszedł od Alex’a Freudlich’a i jego kolegów z Uniwersytetu Huston w Teksasie i polegał na wysłaniu na księżyc automatycznych łazików, które będą budowały ogniwa słoneczne z materiałów dostępnych na ziemskim satelicie. Pył księżycowy – regolit – to drobny, szary pył, składający się w większości z dwutlenku krzemu, a także z tlenków dwunastu metali, między innymi: aluminium, magnezu i żelaza.

Ekipa badawcza wywnioskowała, że pylista mieszanka zawiera wszystkie niezbędne surowce do budowy sprawnego ogniwa słonecznego i zasugerowała, że automaty przetaczające się po powierzchni księżyca, mogłyby przetapiać regolit, rafinować go, a następnie układać szklisty podkład, na którym można by rozmieścić pozostałe elementy ogniw słonecznych. Łaziki – oczywiście zasilane słonecznie – pozostawiałby za sobą ślad w postaci ścieżki paneli słonecznych.

Obecnie naukowcy udowodnili, że najistotniejszy element procesu wytwarzania ogniw na księżycu, powinien działać prawidłowo. Przeprowadzili oni symulację pracy łazików w komorze próżniowej, aby jak najwierniej oddać księżycowe warunki (na księżycu występuje prawie idealna próżnia). W badaniach została przetopiona substancja o nazwie JSC-1, o składzie identycznym z próbkami regolitu, przywiezionymi przez Astronautów misji Apollo. Stopiony JSC-1 zakrzepł i utworzył gładki, szklisty arkusz.

Naukowcy udowodnili, że ogniwo słoneczne umieszczone na powierzchni arkusza przetwarza energię świetlną na elektryczną. „Podstawowy element panelu słonecznego, który stanowi znaczącą część jego masy, może być zbudowany w całości z pyłu księżycowego, co stanowi wielki krok na przód”, powiedział Freudlich. Szkliste arkusze są wystarczająco gładkie, aby mogły służyć jako podstawa dla bardzo cienkich warstw ogniwa słonecznego, a także dostatecznie odporne na złamania. Przyszłe testy będą dotyczyły zastosowania regolitu do wytwarzania półprzewodnikowych elementów ogniwa słonecznego. Wyprodukowane na Ziemi w sposób konwencjonalny ogniwa słoneczne, przetwarzają ok. 20% energii słonecznej padającej na ich powierzchnie, podczas gdy oparte na regolicie jedynie 1%. Nie stanowi to jednak znaczącego problemu na księżycu, gdzie zasoby pyłu, z którego można produkować elementy ogniw są bardzo duże.