Как термоэлектрические генераторы (ТЭГ) могут способствовать развитию будущих лунных баз? На этот вопрос пытается ответить недавнее исследование, опубликованное в журнале Acta Astronautica. В статье команда исследователей из Республики Корея изучает новую методику повышения энергоэффективности и надёжности в суровых условиях Луны. Это исследование может помочь планировщикам миссий, инженерам и будущим астронавтам в разработке технологий, необходимых для освоения дальнего космоса, Луны и других планет.
Для исследования учёные впервые проанализировали, как новая система ТЭГ может функционировать в условиях лунной поверхности, особенно в контексте экстремальных перепадов температур между лунным днём и ночью, которые составляют от 121 °C (250 °F) до -133 °C (-208 °F) соответственно. Предыдущие исследования предполагали, что резкие перепады температур могут повысить эффективность ТЭГ за счёт работы в переходном режиме.
Целью исследования было обсуждение того, как системы переключения хранения тепла (ПХС), также называемые мульти-ПХС, могут работать в лунных условиях и обеспечивать переходной режим работы. В итоге исследователи обнаружили, что мульти-ПХС в лунных условиях обеспечили увеличение выработки энергии на 48,9%, что указывает на то, что диапазон температур может быть полезен для ТЭГ и потенциально для долгосрочных лунных баз.
В исследовании отмечается: «Освоение дальнего космоса, включая такие миссии, как создание человеческих баз, особенно на Луне и Марсе, вызывает значительный интерес во всём мире. Как заявляют учёные, возглавляющие миссии, подобные проекту „Артемида“, пилотируемая лунная база является неотъемлемой частью освоения дальнего космоса, поскольку может служить базой для будущих миссий в Солнечной системе».
Исследование обсуждает другие потенциальные источники энергии, такие как радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РТГ), но не рекомендует их использование для долгосрочных миссий из-за периода полураспада радиоактивных изотопов. Несмотря на это, РТГ успешно использовались на приборах, оставленных на поверхности Луны миссиями „Аполлон“, и в настоящее время применяются роверами NASA „Curiosity“ и „Perseverance“ на Марсе.
НАСА планирует использовать РТГ в предстоящей миссии Dragonfly, запуск которой запланирован на июль 2028 года. Исследователи кратко упоминают о том, как солнечная и ядерная энергия могут использоваться в качестве жизнеспособных источников питания на Луне, причём ядерные реакторы деления ранее предлагались для использования на лунной поверхности.
Программа NASA „Артемида“, особенно с целью установления долгосрочного присутствия человека на поверхности Луны, повышает актуальность этого исследования. Продолжение разработки новых технологий на лунной поверхности не только обеспечивает долгосрочное присутствие человека на Луне, но и создаёт технологии, которые могут быть использованы в будущих пилотируемых миссиях на Марс, как указано в „Архитектуре NASA от Луны к Марсу“.
Использование надёжного источника энергии на лунной поверхности снижает необходимость в доставке источников энергии с Земли, что способствует практике, называемой использованием ресурсов на месте (УРИ), которая использует доступные ресурсы для успешного выполнения миссии. В этом случае ТЭГ используют широкий диапазон температур на лунной поверхности для своих нужд по выработке энергии.
По мере того как человечество продолжает свой путь к созданию долгосрочных поселений за пределами Земли, подобные исследования демонстрируют растущий интерес к использованию земных технологий для улучшения жизни за пределами Земли. Возможно, ТЭГ могут послужить отправной точкой для обеспечения энергией долгосрочных лунных баз до тех пор, пока не будет создана более совершенная и надёжная система.
Предоставлено Universe Today