خاک ماه و ماجرای تامین انرژی شهرهای قمری؛ مزایای شیشه ماه چیست؟

به گزارش شبکه اطلاع رسانی راه دانا؛ گرد و غبار کره ماه به سرعت در حال تبدیل شدن به ماده ای جادویی است که از آن می توان اکسیژن و عناصر دیگری مانند تیتانیوم را استخراج کرد، سپس آنها را فشرده کرد تا آجرهایی برای ساخت پناهگاه های قمری یا لونارکریت برای اتصال این آجرها به یکدیگر تولید کرد. و اکنون، دانشمندان نشان داده اند که چگونه می توان خاک ماه را به سلول های خورشیدی تبدیل کرد.

ساخت سلول های خورشید روی ماه

فلیکس لانگ از دانشگاه پوتسدام در آلمان در بیانیه ای گفت: از استخراج آب برای سوخت تا ساخت خانه ها با آجرهای قمری، دانشمندان راه هایی را برای استفاده از گرد و غبار ماه پیدا کرده اند. اکنون، می توانیم آن را به سلول های خورشیدی نیز تبدیل کنیم، که احتمالاً انرژی مورد نیاز یک شهر قمری آینده را تامین می کند.

سلول های خورشیدی سنتی شامل شیشه تولید شده روی سیاره زمین هستند که می توانند نسبتاً سنگین باشند و هزینه های پرتاب را افزایش دهند. از این رو، تولید سلول های خورشیدی روی ماه از مواد محلی، پیشنهادی جذاب است.

برای آزمایش این ایده، لانگ تیمی را رهبری کرد آزمایش های خود را با شبیه ساز گرد و غبار ماه انجام دادند. نمونه های مواد از ماه کمیاب و برای دانشمندان ارزشمند هستند. از این رو، بخشی به رهبری آزمایشگاه توسعه شبیه ساز ناسا وجود دارد که انواع مختلفی از رگولیت قمری شبیه سازی شده را ایجاد می کند. (رگولیت اصطلاحی فنی برای موادی است که روی سطح ماه قرار دارد و از گرد و غبار و قطعات پرتابی ناشی از برخوردها تشکیل شده است).

گروه لانگ مقداری از این رگولیت شبیه سازی شده را ذوب کرد تا «شیشه ماه» را تشکیل دهد. این فرآیندی ساده است که نیازی به هیچ تصفیه دشواری ندارد و می توان آن را صرفاً با متمرکز کردن نور خورشید که روی ماه می تابد برای دستیابی به دماهای بالا انجام داد.

سپس شیشه ماه با پروسکایت ترکیب می شود. این ماده ای کریستالی است که معمولاً در سلول های خورشیدی استفاده می شود و وظیفه جذب نور خورشید را بر عهده دارد که الکترون ها را در ساختار اتمی خود تحریک می کند. سپس یک الکترود این الکترون های تحریک شده را جذب می کند و جریان الکتریکی ایجاد می کند.

تیمی از دانشمندان از بلو اوریجین، شرکت هوافضای جف بزوس، قبلاً روشی مشابه برای ساخت سلول های خورشیدی روی ماه پیشنهاد کرده اند.

مزایای شیشه ماه

شیشه ماه نسبت به شیشه معمولی ساخته شده از مواد زمینی مزایای متعددی دارد. در فضا، شیشه معمولی تمایل به قهوه ای شدن دارد که شروع به مسدود کردن بخشی از نور خورشید ورودی می کند و کارایی سلول خورشیدی را کاهش می دهد. شیشه ماه به دلیل ناخالصی های موجود در خاک ماه، از قبل رنگ قهوه ای طبیعی دارد و این در واقع از قهوه ای شدن بیشتر آن جلوگیری می کند. همچنین در برابر تشعشعات مقاوم تر است، که در فضا زمانی که پرتوهای کیهانی از هر طرف پرواز می کنند، نکته مهمی است.

جایی که سلول های خورشیدی مبتنی بر شیشه ماه با کمبود مواجه می شوند، کارایی است. سلول های خورشیدی سنتی که در فضا استفاده می شوند، کارایی بین 30 تا 40 درصد دارند. سلول های خورشیدی مبتنی بر شیشه ماه در حال حاضر فقط 10 درصد کارایی دارند، اما تیم لانگ فکر می کنند با حذف برخی از ناخالصی های موجود در شیشه ماه می توانند کارایی را تا 23 درصد افزایش دهند.

با این حال، حتی اگر نتوانند، کارایی پایین تر لزوماً مشکلی نیست. به گفته لانگ، شما به سلول های خورشیدی فوق العاده کارآمد 30 درصدی نیاز ندارید، فقط باید تعداد بیشتری از سلول خورشیدی را روی ماه بسازید. افزون بر این، ساخت سلول های خورشیدی روی ماه مزایایی دارد؛ انجام این کار جرم و هزینه پرتاب از زمین را کاهش می دهد و صرفه جویی 99 درصدی وزن حمل و نقل مواد را در پی دارد.