Термоэлектрические генераторы: энергия для лунных баз будущего
Как термоэлектрические генераторы (ТЭГ) могут помочь в создании обитаемых баз на Луне? Ответ на этот вопрос ищет новое исследование, опубликованное в журнале Acta Astronautica. Группа учёных из Южной Кореи изучила инновационный метод повышения эффективности и надёжности энергосистем в экстремальных условиях Луны. Результаты работы могут стать ключом к развитию технологий для долгосрочных миссий на спутнике Земли и последующего освоения дальнего космоса.
Температурные перепады как источник энергии
В ходе исследования впервые проанализирована работа ТЭГ в условиях лунной поверхности, где перепады температур между днём и ночью достигают 121°C и -133°C соответственно. Учёные предположили, что такие экстремальные колебания могут повысить эффективность термоэлектрических систем благодаря переходным процессам («transient-state operation»).
Эксперимент показал, что система с несколькими переключаемыми накопителями тепла увеличила выработку энергии на 48,9%. Это подтвердило, что лунные условия способны не только компенсировать энергозатраты, но и стать основой для автономных баз.
«Интерес к глубокому космосу, включая создание человеческих поселений на Луне и Марсе, растёт во всём мире. Как отмечают учёные из программы Artemis, лунная база — это плацдарм для миссий в Солнечной системе. Поэтому обеспечение её энергией — приоритетная задача», — подчёркивается в исследовании.
Альтернативы и перспективы
Хотя радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) успешно используются в миссиях NASA (например, на марсоходах Curiosity и Perseverance), их применение ограничено из-за распада радиоактивных изотопов. В качестве альтернативы рассматриваются солнечные панели и компактные ядерные реакторы. Последние, согласно проектам NASA, могут быть развёрнуты на Луне уже к 2030-м годам.
Луна как стартовая площадка
Программа Artemis ставит цель создать устойчивую инфраструктуру на Луне, что требует новых подходов к энергоснабжению. ТЭГ, использующие местные ресурсы (ISRU), уменьшат зависимость от поставок с Земли. Как отметил ведущий автор работы Сихён Ким: «Наш подход позволяет превратить главный недостаток Луны — экстремальный климат — в преимущество».
В перспективе такие системы могут быть адаптированы для Марса, где температурные колебания также значительны. Учёные уже работают над увеличением КПД ТЭГ за счёт новых материалов, таких как сколлоиды и топологические изоляторы, способных преобразовывать до 15% тепловой энергии в электричество.
С ростом интереса к колонизации Луны термоэлектрические технологии могут стать переходным решением до внедрения более мощных систем. Уже сейчас корпорации вроде SpaceX и Blue Origin инвестируют в разработку компактных ТЭГ для своих лунных проектов. Эксперты прогнозируют, что к 2040 году такие системы обеспечат до 30% энергии для первых поселений, дополняя солнечные фермы и ядерные реакторы. При этом ключевым вызовом остаётся защита оборудования от лунной пыли, которая может снизить эффективность теплообмена. Новые исследования в области нанопокрытий и самоочищающихся материалов могут решить эту проблему, открыв путь к созданию полностью автономных лунных колоний.
Материалы предоставлены в ознакомительных целях. Права на текст принадлежат авторам.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
