Цеглини з реголіту збережуть енергію під час місячної ночі

Вчені протестували здатність цеглин з матеріалу місячної поверхні, створених за технологією 3D-друку, зберігати тепло. Дослідження проводяться в рамках пошуку джерела електроенергії під час довгих ночей для майбутніх мешканців постійних баз на найближчому до Землі космічному тілі. Автори називають попередні результати обнадійливими: трохи більше 2,5 кубічних метрів речовини повинно вистачити для генерації 115 ватів. Прес-реліз наводиться на сайті Європейського космічного агентства.

У березні 2019 року президент США Дональд Трамп поставив главі NASA Джиму Брайденстайну завдання організувати політ американських астронавтів на Місяць. Віце-президент США Майк Пенс також уточнював, що цього разу американці планують залишитися надовго, а не тільки повторити успіхи півстолітньої давності.

Незважаючи на те, що організація постійно діючої місячної бази є логічним наступним кроком у дослідженні космосу, сьогодні ще немає повноцінних рішень багатьох проблем. Одне з ключових завдань - це забезпечення бази енергією, що особливо актуально у зв'язку з характерним для Місяця тривалістю світлих і темних періодів, які тривають до 14 земних діб. У такій ситуації неможливо спиратися виключно на сонячні батареї - потрібно або додаткове джерело енергії, або ефективний спосіб її запасання.

Найголовнішим обмеженням при пошуку будь-яких рішень у космосі виступає дорожнеча підняття вантажів з поверхні Землі. У зв'язку з цим бажано використовувати якомога більше доступних на місці ресурсів, що виключає варіант з доставкою великої кількості акумуляторів для забезпечення електроенергією.

Співробітники компанії Azimut Space спільно з вченими з Європейського космічного агентства протестували можливість використання для запасання енергії монолітних цеглин, створених з місячного реголіту. Ідея полягає в концентрації та збереженні енергії Сонця у вигляді тепла всередині масивного об'єкта, яке потім можна використовувати безпосередньо для опалення або для генерації електроенергії за допомогою теплового двигуна.

Як вихідний матеріал автори використовували імітатор місячного реголіту, який отриманий із земних порід, але за складом близький до доставленої з Місяця речовини. Його істирали до досягнення характерного для поверхні розміру частинок, а потім виготовляли суцільну цеглу розміром 14 на 8,5 на 5 сантиметрів, тобто злегка менше звичайної будівельної цегли.

"Будь-яка використовувана на Місяці технологія зіткнеться з виключно суворими умовами: довгими ночами, перепадами температур від − 173 до 127 градусів Цельсія і екстремально низьким тиском. Ми відтворили ці умови з найкращою доступною точністю для створення луноподібного середовища для нашої цегли, - розповів керівник проекту Лука Целотті (Luca Celotti) з Azimut Space. - Використання місячного реголіту для зберігання тепла на Місяці надає нам велику кількість готового до використання матеріалу, тобто космічним мандрівникам не знадобиться багато чого брати з Землі. У перспективі це дозволить реалізувати більш амбітні космічні місії ".

Автори запропонували використовувати для концентрації і первинного транспортування енергії хвилеводи, виробляти електроенергію двигуном Стірлінга, а градієнт температури створювати за рахунок радіатора, розташованого у відкритому космосі. Додатковий струм енергії за системою передбачається забезпечити за рахунок теплових трубок і петель. Оцінки дослідників показують, що масштабування системи дозволить отримувати близько 115 ватт з робочого тіла об'ємом трохи більше 2,5 кубічних метрів, що є хорошим результатом за їхніми словами.

Раніше вчені на 3D-принтері надрукували інструменти з реголіту, а також використовували сонячне світло для створення цегли з нього. Про можливості 3D-друку за межами Землі ми писали в матеріалі «У космос зі своїм принтером».