Поскольку НАСА планирует использовать ядерный реактор, израильский исследователь утверждает, что его идея будет производить такое же количество энергии при меньшей массе в шесть раз. Израильский ученый американского происхождения разработал проект по оснащению Луны солнечными панелями.
В 2024 году проект Artemis II, к которому присоединились более десятка стран, включая Израиль, доставит астронавтов на Луну, но так и не приземлится там. И, если все пойдет по плану, в 2025 году произойдет первая высадка человека на Луну со времен Аполлона-17 в 1972 году.
К середине следующего десятилетия — пишет сайт The Times of Israel, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) планирует заполнить свой первый постоянный лагерь постоянно меняющимися исследовательскими группами.
Чтобы сделать это возможным, одной из основных задач будет извлечение и разделение металлов и кислорода, связанных вместе, в соответствии с процессом, называемым электролизом расплавленного реголита (из запуска Helios), в котором используется реактор, питаемый землей. Он плавит лунный грунт при температуре 1600 градусов по Цельсию, а затем посредством электролиза создает кислород, который хранится для дальнейшего использования.
Согласно веб-сайту администрации, НАСА и Министерство энергетики США работают над продвижением космических ядерных технологий . На сайте говорится, что «системы ядерного деления надежны и могут обеспечить непрерывную подачу энергии независимо от местоположения, доступного солнечного света и других природных условий окружающей среды. Демонстрация таких систем на Луне проложит путь к длительным полетам на Луну и Марс».
В качестве альтернативы израильский ученый американского происхождения разработал проект по оснащению Луны солнечными панелями.
Почетный профессор Джеффри Гордон с факультета солнечной энергии и физики окружающей среды Университета Бен-Гуриона подсчитал, что это решение потребует в шесть раз меньше массы, чем лучший ядерный вариант для доставки такого же количества энергии.
Он утверждает, что его предложение обеспечит бесперебойное электроснабжение объектов по производству кислорода в течение 100% времени благодаря достаточному количеству панелей, постоянно подвергающихся воздействию солнца.
«Мы обсудили это, и это было интересно», — сказал Гордон, объяснив, что исследователи Солнца в исследовательском центре конкурировали с другими учеными, работающими над ядерным решением.
«НАСА хочет надежную, долговечную систему с минимальной массой», — сказал он. «Надежность даже перевешивает стоимость. »
На начальном этапе освоения человеком космоса потребуются лишь небольшие количества энергии. НАСА уже выбрало шесть компаний для представления своих предложений, три из которых основаны на солнечной энергии и три используют ядерное деление.
Однако в долгосрочной перспективе НАСА потребуется больше энергии для извлечения воды, которая существует на Луне в различных состояниях, и для извлечения металлов с лунной поверхности, которые будут использоваться для строительства Луны, а также для отделения этих металлов от кислород, составляющий около 45% каменистых отложений.
Исследования профессора Гордона начались, когда несколько лет назад с ним связался израильский стартап Helios, который спроектировал лунный реактор, производящий кислород с использованием технологии, требующей очень высоких температур.
Совместная заявка на финансирование от Управления по инновациям Израиля была отклонена, и партнерство было прекращено, но не раньше, чем Гордон разработал свой концептуальный план кольца солнечных батарей на Луне.
Кислород, извлекаемый из лунного реголита, будет использоваться для нужд человека, но в основном будет использоваться для питания и дозаправки ракет и спутников на орбите.
Сегодня ракеты должны быть загружены жидким кислородом и водородом в достаточном количестве, чтобы обеспечить им двигатель, необходимый для полета в космос и обратно на Землю.
В настоящее время на каждый килограмм необходимого наполнителя уходит около миллиона долларов. Затраты можно было бы сократить, если бы можно было снабжать кислородом «лунные заправки».
Прежде чем начать, профессор Гордон рассмотрел три варианта, один из которых был ядерным, хотя как эксперт по солнечной энергии он стремился разработать альтернативу солнечной энергии. Ориентиром была круглосуточная выработка электроэнергии.
Два солнечных варианта — генерировать солнечную энергию, когда светит солнце, и хранить ее в батареях в периоды темноты, или построить в два раза больше солнечных электростанций, чем необходимо, и эксплуатировать каждую из них только половину времени — оказались финансово невозможными. .
«Я придумал концепцию и сделал все количественные оценки, на которые хотел бы обратить внимание инженер космического агентства», — объяснил Гордон.
Его план предусматривает установку кольца солнечных батарей возле одного из лунных полюсов; он использовал Северный полюс в качестве иллюстрации. Они не будут располагаться выше (или ниже, в случае южного полюса) 88-й широты, чтобы сбалансировать преимущество относительно короткой окружности Луны в этих регионах и необходимость обеспечения того, чтобы более короткие периоды светового дня всегда соответствовали потребности в энергии.
Заводы по производству кислорода будут расположены примерно в 10 километрах от полюса. Это позволит сохранить достаточное расстояние, чтобы предотвратить попадание лунной пыли, образующейся в результате добычи полезных ископаемых, на фотоэлектрические панели, при этом сохраняя относительно короткие линии передачи.
«Линии электропередачи сами по себе не требуют никакой изоляции», — отметил профессор Гордон, поскольку лунный грунт обеспечивает естественную электрическую изоляцию.
«Эксперименты по проверке устойчивости фотоэлектрических панелей к космическому излучению кажутся многообещающими», — добавил профессор Гордон. «Фотоэлектрические элементы должны быть в состоянии выдерживать космическое излучение достаточно долго, чтобы удовлетворить спрос», — сказал он.
Но его самая большая забота — и забота НАСА — заключается в том, как в достаточной степени защитить людей, которые будут эксплуатировать кислородные установки, помимо других задач. «На этот вопрос пока нет ответа», — сказал он.
Гордон сказал, что у него «нет мнения» о потенциальных рисках строительства ядерных реакторов на Луне, и отметил, что ядерное топливо может легко прослужить 100 000 лет, даже если турбины и генераторы выйдут из строя через несколько десятилетий.
«Обращение с ядерными отходами — это хороший вопрос», — признал он, добавив, что «будет происходить ядерное загрязнение».
«Прямо сейчас я чувствую, что НАСА планирует ядерные реакторы на Луне в долгосрочной перспективе, и сторонники солнечной энергии пытаются убедить их в обратном или, по крайней мере, иметь обе технологии», — продолжил он.
Его собственный проект пока находится «в отдаленном горизонте».
НАСА пока не дает комментариев.
Израильские солнечные панели на Луне для производства кислорода — источник The Times of Israel