Адаптация под лунные реалии: как пережить день и ночь на спутнике

Перепады температур на Луне могут быть полезны для энергосистем. Ученые доказали, что термоэлектрические генераторы при переключении режимов дают рост эффективности почти на половину, а это улучшит перспективы лунных и марсианских миссий.

Ученые из Кореи выяснили, что термоэлектрические генераторы могут эффективно использовать перепады температур на Луне

Источник: NASA

Главная трудность в обеспечении энергии будущих лунных поселений связана с экстремальными перепадами температур. Днем поверхность нагревается до +121 °C, а ночью остывает до −133 °C. Раньше считалось, что такие колебания мешают стабильной работе оборудования. Но исследователи из Университета Кенсан (Республика Корея) показали: при грамотном управлении системами накопления тепла их можно превратить в источник энергии.

Лунные перепады температур превратили в ресурс

Источник: NASA

Работа, опубликованная в Acta Astronautica, напрямую связана с программой NASA Artemis, которая ставит целью создание долговременной базы на Луне. Ученые впервые смоделировали, как многосистемные термоэлектрические генераторы (ТЭГ) способны переключаться между режимами в зависимости от смены дня и ночи. Это позволило задействовать так называемый переходный режим работы ТЭГ. В результате выработка электроэнергии выросла на 48,9%. Иными словами, сама Луна становится естественным «батарейным стендом», где ее суровый климат работает на инженеров.

Надежное энергоснабжение — ключевой фактор при создании лунной инфраструктуры. Без него астронавтам придется доставлять громоздкие энергетические системы с Земли. Для сравнения: радиоизотопные термоэлектрические генераторы, которые успешно применялись в миссиях «Аполлон», а также питают марсоходы Curiosity и Perseverance, не подходят для длительных проектов из-за ограниченного срока службы изотопов. NASA планирует использовать их в миссии Dragonfly к спутнику Титану в 2028 году, но для Луны и Марса требуются более устойчивые решения.

Многосистемные термоэлектрические генераторы способны использовать экстремальные условия Луны для увеличения выработки энергии

Источник: Nasa

В перспективе ученые предполагают комбинировать солнечную энергетику, ядерные реакторы и ТЭГ, формируя многоуровневую систему питания. Подобные исследования поддерживают стратегию Moon to Mars Architecture, где Луна рассматривается как база для отработки технологий, необходимых для будущих миссий к Марсу.

Термоэлектрические генераторы не решат всех задач разом, но они уже сегодня дают реальный инструмент для автономной энергетики внеземных поселений. А значит, к космическому дому XXI века сделан еще один практический шаг.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, как миссия Artemis II повлияет на развитие лунных программ.