Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Инженеры нашли способ превратить лунную пыль в солнечные батареи
Лунная пыль, которая десятилетиями считалась проблемой для лунных экспедиций, может решить ключевой вопрос освоения космоса. Ученые нашли способ, как превратить ее в важный элемент для производства энергии. Теоретически такая технология способна снизить затраты на запуск материалов в космос и приблизит создание постоянных лунных баз.
Солнечные батареи — основной источник энергии для космических миссий. Современные модели эффективны, но их производство и транспортировка обходятся дорого. Например, солнечные батареи с КПД 30-40% покрывают специальным защитным стеклом или толстой пленкой для защиты от радиации. Это увеличивает массу груза: каждый дополнительный килограмм, отправленный в космос, обходится в тысячи долларов. Для лунных баз потребуются тонны оборудования, и доставка даже минимального комплекта выльется в большую сумму.
Ученые десятилетиями искали способы использовать ресурсы других планет. Лунный реголит — рыхлый поверхностный слой из пыли и камней — рассматривали как материал для строительства, добычи воды и кислорода. Теперь исследователи выяснили, что его можно превратить в основу для солнечных батарей, что позволит создавать их прямо на месте. По мнению экспертов, это может сократить массу полезной нагрузки почти на 99% и настолько же снизить затраты на транспортировку.
Команда немецких инженеров под руководством Феликса Ланга (Felix Lang) из Потсдамского университета предложила новый способ создания солнечных батарей. Они использовали материал, имитирующий лунную пыль, который смогли превратить в стекло, способное заменить традиционное защитное покрытие солнечных батарей. Новый метод позволил создать более легкие и устойчивые к радиации панели. В качестве активного материала ученые взяли перовскиты — кристаллы, которые очень эффективно преобразуют солнечный свет в электричество.
Исследователи переплавили вещество, имитирующее лунную пыль, в стекло. Затем создали солнечные ячейки, соединив «лунное стекло» с перовскитом. Эти кристаллы проще в изготовлении, дешевле и легче, чем кремний, из которого обычно делают солнечные панели.
Во время эксперимента выяснилось, что у солнечных батарей на основе «лунного стекла» эффективность в 100 раз выше эффективности стандартных на каждый грамм материала, отправленного в космос. То есть, если взять один грамм такой батареи и один грамм обычной, «лунная» даст в 100 раз больше энергии. Получается, на киловатт мощности батареи нужно будет привезти с Земли в 100 раз меньше материала.
Тесты показали, что «лунное стекло» лучше противостоит радиации. Обычное стекло под космическим излучением темнеет, блокируя свет. Но естественный коричневый оттенок лунной пыли из-за примесей железа и титана в ее составе стабилизирует материал. После облучения «лунные» панели сохранили работоспособность, тогда как земные аналоги начали деградировать.
Процесс производства «лунного стекла» оказался довольно простым. Его можно расплавить с помощью концентрированного солнечного света. Регулируя толщину стекла и состав солнечной батареи, ученые достигли КПД 10%. Однако они уверены, что очистка лунной пыли от примесей повысит показатель до 23%.
Несмотря на перспективность технологии, остается ряд нерешенных вопросов. Перовскитов на Луне нет, по-видимому, их планируют создавать уже на поверхности спутника. Для их получения необходимы растворители, которые испаряются в вакууме.
Лунная гравитация, которая в шесть раз слабее земной, может повлиять на процесс формирования стекла. То же самое касается температурных колебаний.
Перепады температур от минус 173 до плюс 127 градусов Цельсия способны повредить структуру панелей. Чтобы проверить технологию в реальных условиях, немецкие инженеры планируют отправить экспериментальную установку на Луну.
Научная работа опубликована в журнале Device.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Микробиологи вырастили неизвестный ранее вид Асгард-архей из гиперсоленых микробных матов и впервые сделали 3D-снимки их прямого физического контакта с симбиотическими бактериями. Анализ томограмм показал встречное структурное движение: археи формируют сложную сеть из нитей и отпочковывающихся мембранных пузырьков, а бактерии прокладывают к этой сети прямые белковые нанотрубки. Визуализация подтверждает гипотезу о том, что эукариотические клетки возникли в результате тесного физического и метаболического переплетения двух микроорганизмов.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии