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欧空局太阳能“太空蝴蝶”可为月球前哨站提供全天候能源
发布日期:2023-07-20 10:58:23  稿源:cnBeta.COM

根据 Astrostrom 为欧空局进行的一项研究,未来的月球基地可以由一个名为"大地球月球发电站"(GEO-LPS)的巨型太空蝴蝶提供动力,这一长得像蝴蝶的装置覆盖着由月球材料制成的太阳能电池板,收集能量后向月球表面发射微波。

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建立月球基地的主要设计问题之一是找到可靠的供电方式。太阳能似乎是一个显而易见的答案,但由于月球夜晚持续 14 个地球日,太阳能并不是一个实用的选择。不过,虽然目前最有希望的替代方案是小型核反应堆,但利用太阳能也并非不可能。

在太空建造太阳能发电厂的想法已经存在了半个多世纪。在地球上,太阳能电池板受到夜间、大气雾霾和恶劣天气的限制,只能间歇性发电,效率有限。另一方面,在没有夜晚和大气层的太空中,太阳能发电变得非常有吸引力。

根据欧空局的最新研究,天基太阳能发电站对月球前哨站可能特别有吸引力。这项研究的重点是新的 GEO-LPS 设计,它包括一个载人空间站核心,从核心上跨过一对 V 形太阳能电池板,这些电池板呈螺旋形弯曲,以提供结构支撑。这些太阳能电池板面积达 1 平方公里(0.38 平方英里),配备了黄铁矿单晶层太阳能电池和内置天线,可将收集到的能量传送到月球上的受体,功率达 23 兆瓦。

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向月球输送电力的 GEO-LPS 艺术家概念图 ESA/Astrostrom

整个组件将位于距月球表面 61350 千米(38308 英里)的地月拉格朗日点 2,地球和月球的引力在这里相互平衡,提供了一个空间站可以像环绕固体物体一样环绕运行的点。在这里,GEO-LPS 不仅可以充当发电站,还可以充当具有人工重力功能的空间实验室、深空任务基地,甚至是旅游目的地。

不过,这项研究特别有趣的地方在于,它声称地球上目前已经存在或正在开发所需的技术,可以利用在月球上开采的资源,通过机器人和远程操作系统来建造地球同步轨道站,从而消除了利用地球上制造的组件来建造这类空间站的主要障碍之一。通过使用月球,较低的重力将大大降低发射成本,而且空间站的模块可以自行组装,从而降低劳动力成本。

负责监督欧空局 SOLARIS 研发计划的 Sanjay Vijendran 说:"从地球表面向轨道发射大量千兆瓦级太阳能卫星会遇到发射能力不足的问题,而且可能会造成严重的大气污染。但是,一旦像GEO-LPS这样的概念证明了月球轨道太阳能卫星的组件制造工艺和组装概念,就可以扩大规模,利用月球资源生产更多的太阳能卫星,为地球服务。"

"除了为地球提供充足的清洁能源外,这还将带来许多其他好处,包括开发星月运输系统,在月球和轨道上开发采矿、加工和制造设施,从而形成双行星经济,并诞生航天文明"。

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