Būtų praktiškiau gaminti daiktus Mėnulyje, naudojant ten jau esančias medžiagas, nei gabenti juos iš Žemės. Kai Felixas Langas iš Potsdamo universiteto Vokietijoje išgirdo apie šią idėją, jis iš karto žinojo, ką daryti. „Buvo toks jausmas: turime nedelsiant sukurti tokį saulės elementą“, – sako jis.
Po dvejų metų F. Lango komanda sukūrė ir išbandė keletą saulės elementų, kurių sudedamoji dalis yra Mėnulio dulkės. Kita pagrindinė sudedamoji dalis yra kristalas, vadinamas halogenidiniu perovskitu, kurio sudėtyje yra tokių elementų kaip švinas, bromas ir jodas, taip pat ilgų anglies, vandenilio ir azoto molekulių.
Komanda išlydė sintetinę Mėnulio regolito – Mėnulį dengiančio palaidų uolienų ir dulkių sluoksnio – versiją į „Mėnulio stiklą“, kurį vėliau padengė kristalu, kad užbaigtų saulės elementą. Jie neišvalė regolito, todėl mėnulio stiklas buvo mažiau skaidrus nei įprastų saulės elementų medžiagos. Tačiau F. Langas sako, kad geriausi komandos prototipai vis tiek pasiekė apie 12 proc. efektyvumą. Įprastesni perovskitiniai saulės elementai paprastai pasiekia beveik 26 proc. efektyvumą. Tyrėjas sako, kad kompiuterinis modeliavimas rodo, jog ateityje jo komanda galėtų pasiekti šį skaičių.
Susiję straipsniai
Apskritai mokslininkai sutaria, kad perovskitiniai saulės elementai bus pranašesni už tradicinius silicio pagrindo prietaisus tiek kosmose, tiek Žemėje. Mėnulio požiūriu perovskitų medžiagų naudojimas patrauklus ir dėl to, kad jos gali būti labai plonos, todėl sumažėtų į Mėnulį gabenamos medžiagos svoris. Komandos skaičiavimais, 400 kvadratinių metrų ploto saulės elementui reikėtų tik apie kilogramo perovskito. Tai įspūdingas teiginys, sako Ianas Crawfordas iš Londono Birkbeko universiteto.
Taip pat svarbu, kad nereikėtų valyti regolito – nes tai reiškia, kad nereikės specialių reaktorių. Tiesą sakant, F. Langas teigia, kad didelis lenktas veidrodis ir Saulės šviesa galėtų sukurti pakankamai šiltą šviesos pluoštą, kad būtų galima pagaminti Mėnulio stiklą. Pasak jo, vienas iš jo kolegų jau išbandė šį metodą ant savo universiteto stogo ir pastebėjo tam tikrų regolito lydymosi požymių.
Nicholasas Bennettas iš Sidnėjaus technologijos universiteto sako, kad ankstesniuose tyrimuose mėginta perdirbti Mėnulio regolitą į skaidrų stiklą, tačiau tai pirmas kartas, kai buvo įrodyta, kad saulės elementas vietoj to veikia su ne tokiu smulkiu Mėnulio stiklu. Jis sako, kad dabar reikia pagaminti daug Mėnulio stiklo už laboratorijos ribų. Jei tai pavyks, tokia lydymo technologija galėtų padėti gaminti kitus Mėnulio bazėje reikalingus daiktus – pavyzdžiui, plyteles, sako Crawfordas.
Michaelas Duke’as iš Mėnulio ir planetų instituto sako, kad Mėnulio stiklo pagrindu pagamintiems saulės elementams gaminti reikės daug technologinės pažangos – nuo regolito kasimo iki atskirų elementų sujungimo į masyvus. Vis dėlto, jei Mėnulyje kada nors būtų įkurta saulės elementų gamykla, tai galėtų turėti teigiamų padarinių. Ateityje kosminėse sistemose – pavyzdžiui, palydovuose – būtų galima naudoti Mėnulyje, o ne Žemėje pagamintus saulės elementus, nes krovinių transportavimui iš Mėnulio reikia mažiau energijos, sako jis.
Dabar F. Langas ir jo kolegos stengiasi padidinti saulės elementų efektyvumą. Pavyzdžiui, jie aiškinasi, ar gali pagerinti savo Mėnulio stiklo kokybę, naudodami magnetus, kad prieš išlydydami regolitą iš jo išrinktų geležį.
Galiausiai jie nori šį procesą pritaikyti ir kitiems dulkėtiems kosmoso pasauliams. „Jau dabar galvojame, ar galėtume tai padaryti su Marso regolitu?“, – teigia F. Langas.
Tyrimas publikuotas žurnale „Device“.
Parengta pagal „New Scientist“.