Лунный реголит может стать источником энергии для будущей лунной станции

Фото из открытых источников

Лунный реголит — это слой рыхлого материала, покрывающий твердую коренную породу на поверхности Луны. Он образовался миллиарды лет назад под воздействием постоянных метеоритных ударов, космической радиации и термических циклов и имеет глубину от 4-5 метров в морских регионах до 10-15 метров в высокогорных районах. Он состоит в основном из минеыральных фрагментов и мельчайших частиц или стекловидного вещества. Частицы реголита угловатые и зазубренные из-за отсутствия процессов выветривания, наблюдаемых на Земле, что делает их довольно абразивными и проблематичными для лунных миссий и оборудования.

Тот же лунный реголит находится в центре исследования группы исследователей, которые разработали метод превращения его в солнечные элементы. Исследование было подробно описано в статье, опубликованной в Device 3 апреля 2025 года, и показывает, как элементы из имитированного лунного реголита смогли эффективно преобразовать солнечный свет в энергию. Полученные элементы смогли противостоять повреждениям от радиации и стать альтернативой дорогостоящей задаче запуска солнечных панелей на Луну.

«Солнечные элементы, используемые в космосе сейчас, поражают воображение, достигая эффективности в 30-40%, но эта эффективность имеет свою цену. Они очень дорогие и относительно тяжелые, поскольку в качестве покрытия они используют стекло или толстую фольгу. Трудно оправдать подъем всего этого в космос», - говорит Феликс Ланг из Университета Постдама в Германии.

Возможность создания солнечных панелей для получения энергии из лунного сырья может значительно снизить массу запускаемого космического корабля на 99,4% и сократить транспортные расходы на 99%, что делает устойчивое лунное проживание гораздо более жизнеспособным. В своих экспериментах команда успешно изготовила «лунное стекло» из имитированного реголита и соединила его с кристаллами перовскита для создания солнечных элементов, которые генерируют до 100 раз больше энергии на грамм транспортируемого материала, чем обычные панели.

Исследовательская группа обнаружила, что их солнечные элементы на основе лунного реголита продемонстрировали превосходную устойчивость к радиации по сравнению с альтернативами, произведенными на Земле, при испытании на радиацию. Обычное стекло постепенно темнеет в условиях космоса, что затем блокирует солнечный свет и снижает выходную мощность. Процесс производства лунного стекла оказался неожиданно простым, сообщила группа, не требуя сложной очистки и потенциально используя концентрированный солнечный свет для достижения экстремальных температур, необходимых для плавления лунного реголита в стекло. Благодаря оптимизации толщины лунного стекла и состава солнечных элементов исследователи достигли 10% эффективности и прогнозируют, что они могут достичь 23% с более прозрачным лунным стеклом, которое увеличивает светопропускание.

Несмотря на многообещающие результаты, исследователи признают, что все еще есть несколько препятствий для внедрения их лунных реголитных солнечных элементов в лунной среде. Пониженная гравитация Луны может изменить процессы формирования лунного стекла, текущие растворители для обработки перовскита несовместимы с условиями лунного вакуума, а экстремальные колебания температуры могут поставить под угрозу стабильность материала. Чтобы устранить эти неопределенности, группа планирует провести маломасштабный эксперимент на поверхности Луны, чтобы проверить свою технологию в аутентичных лунных условиях.