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如何利用月球土壤为未来宇航员提供能源?

日期:2019-07-18    来源:Navaltoday

国际新能源网

2019
07/18
15:05
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关键词: 月球基地 能源 风化层 储存热量

   建立月球基地将是我们探索太阳系的下一个合乎逻辑的步骤之一,但未来宇航员的生存取决于能否获得可靠的能源。欧洲航天局的一项发现与准备研究探索了月球表层的风化层--月球表面的灰尘、土壤和岩石--如何被用来储存热量,并为未来的宇航员、漫游者和着陆器提供电力。
  用今天的技术,人类到达月球表面不会有什么困难,但是携带所有我们需要的材料是昂贵的,有时甚至是不可能的,尤其是如果我们想要停留几天以上。对于可持续的、长期的勘探,我们应该转而关注目的地的当地资源。作为这一努力的一部分,Discovery & Preparation公司最近支持航天专家Azimut Space(前身为Sonaca Space)研究是否有可能从月球表层制造“蓄热砖”。
  在太空中,能量通常来自太阳能电池板,当太阳照射到电池板上时,电池板几乎能瞬间提供电能。但是居住在月球上的居民在月球上的夜晚可能要在黑暗中度过长达16天的时间。找到一种可持续的能源解决方案,在漫长的月球白天收集阳光并储存起来供晚上使用,这对于实现月球长期居住的前景至关重要。
  风化层砖提供了一种储存白天太阳能的方法,因此可以在晚上发电;这对任何在月球上生活和工作的人来说都是至关重要的。储存的热量也可以直接释放出来,让机器人设备保持足够的温度,在长时间的黑暗中工作。
  自制风化砖,14厘米长。
  “阿波罗号宇航员带回了少量的月球岩石,让我们能够在地球上制造出非常类似的‘假’月球表层,”欧洲航天局人类航天和机器人探索理事会的艾丹·考利(Aidan Cowley)解释说。“在这项研究中,我们使用了与月球岩石性质相似的地球岩石,将其粉碎成粉末,直到颗粒大小与月球风化层的颗粒大小相匹配。”
  在将这种粉末制成砖块后,研究小组将能量注入他们模拟的月球表层,看看它能储存多少热量。他们还把它连接到一个热机上,利用储存在里面的能量来发电。
  Azimut Space项目经理卢卡?塞洛蒂(Luca Celotti)解释称:“任何基于月球的技术都将面临难以置信的恶劣条件--长夜、零下173摄氏度至127摄氏度的气温以及极低的压力。”“我们尽可能地模仿这些条件,为我们的砖块创造一个‘月球一样’的环境。”
  真空舱内的人造风化层砖,模拟宇航员和技术将面临的低压和极端温度
  “利用月球风化层在月球上储存热量将为我们提供大量现成的材料,这意味着太空旅行者不需要从地球上带走太多东西。”最终,这将使更雄心勃勃的太空任务得以进行。”
  由于模仿的风化层工作得很好,研究小组下一步将使这个过程更有效,并将其扩大,以进一步研究风化层砖是否能够产生所需的能量。
  卢卡总结说:“这只是创造一种创新的、可持续的蓄热和发电方法的第一步,这种方法可以使我们登上月球成为可能。”
  使用当地的材料帮助我们进入可持续的、永久性的探索,带来更便宜、更安全、更容易进入太空的机会。月球的风化层不仅可以用于蓄热和发电。这种在月球上大量存在的材料也可以用来建造未来的栖息地,作为氧气或矿物质的来源,甚至可以用来制造日常用品,比如工具。
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