|
Термоэлектрические генераторы энергии для лунных баз
|
|
|
|
Как термоэлектрические генераторы (ТЭГ) могут помочь в развитии будущих местообитаний на поверхности Луны? Именно на это направлено недавнее исследование, опубликованное в журнале Acta Astronautica, в котором группа исследователей из Республики Корея исследовала новый метод повышения энергоэффективности и надежности в суровых условиях Луны. Это исследование потенциально может помочь планировщикам миссий, инженерам и будущим астронавтам разработать технологии, необходимые для освоения человеком дальнего космоса на Луне и за ее пределами.
|
|
|
|
Для проведения исследования исследователи впервые провели анализ того, как новая система TEG может функционировать в условиях лунной поверхности, в частности, в отношении экстремальных перепадов температур между лунным днем и лунной ночью, которые варьируются от 121°C (250°F) до -133°C (-208°F), соответственно. Предыдущие исследования предполагали, что резкие перепады температур могут повысить эффективность ТЭГ, также называемых режимами работы в переходном состоянии.
|
|
|
|
Цель этого исследования состояла в том, чтобы обсудить, как переключаемые системы аккумулирования тепла (HS), также называемые системами с несколькими HS, в лунных условиях могут обеспечивать работу в переходном режиме. В конце концов, исследователи обнаружили, что использование системы multiple-HS в лунных условиях привело к увеличению выработки электроэнергии на 48,9%, что указывает на то, что температурный диапазон может принести пользу TEGs и потенциально долгосрочной среде обитания на Луне.
|
|
|
|
|
|
|
В исследовании отмечается: "Исследование дальнего космоса, включая такие миссии, как создание человеческих баз, особенно на Луне и Марсе, вызвало значительный интерес во всем мире. Как заявляют ученые, руководящие такими миссиями, как проект "Артемида", пилотируемая лунная база является неотъемлемой частью освоения дальнего космоса, поскольку она может служить базой для будущих миссий в Солнечной системе. Следовательно, производство энергии, достаточной для поддержания такой базы, стало предметом данного исследования".
|
|
|
|
В исследовании рассматриваются другие потенциальные источники энергии, такие как радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ), но их использование в долгосрочных миссиях не рекомендуется из-за периода полураспада радиоактивных изотопов. Несмотря на это, РИТЭГи успешно использовались на приборах, которые были оставлены на поверхности Луны миссиями "Аполлон", и в настоящее время используются марсоходами НАСА "Кьюриосити" и "Персеверанс" на Марсе.
|
|
|
|
В дальнейшем НАСА планирует использовать RTGs в предстоящей миссии агентства Dragonfly, запуск которой в настоящее время запланирован на июль 2028 года. Исследователи кратко упоминают о том, как солнечная и ядерная энергия могут быть использованы в качестве жизнеспособных источников энергии на Луне, при этом ранее предполагалось использовать ядерные реакторы деления для использования на лунной поверхности.
|
|
|
|
Программа НАСА "Артемида", специально разработанная с целью обеспечения долгосрочного присутствия человека на поверхности Луны, повышает актуальность этого исследования. Продолжающееся развитие новых технологий на лунной поверхности не только обеспечивает долгосрочное присутствие человека на Луне, но и создает технологии, которые могут быть использованы в будущих миссиях на Марс с экипажами, как это предусмотрено в программе НАСА "Луна - Марс".
|
|
|
|
Кроме того, использование надежного источника питания на поверхности Луны уменьшает необходимость в доставке источников питания с Земли, улучшая практику, называемую использованием ресурсов на месте (ISRU), которая использует имеющиеся ресурсы для поддержания успешной миссии. В этом случае ТЭГИ используют широкий диапазон температур на поверхности Луны для своих нужд в производстве электроэнергии.
|
|
|
|
По мере того, как человечество продолжает свой путь к созданию долгосрочных поселений за пределами Земли, исследования, подобные этому, демонстрируют растущий интерес к использованию земных технологий для улучшения жизни за пределами Земли. Возможно, TEGs могла бы послужить отправной точкой для обеспечения энергией долгосрочных лунных поселений, пока не будет создана более совершенная и надежная система.
|
|
|
|
Источник
|
