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 Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Международная группа ученых обнаружила следы трех неизвестных ранее правителей Ассирийской империи, существование которых ставит под сомнение полноту и объективность древних хроник. Исследователи доказали, что царские списки, считавшиеся более века незыблемым источником, составляли с учетом политической цензуры.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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