Κινεζική έρευνα για την ασύρματη μεταφορά ενέργειας
Μια κινεζική ερευνητική ομάδα εξετάζει τη δυνατότητα τροφοδοσίας διαστημικών οχημάτων στη Σελήνη μέσω ενέργειας που θα μεταφέρεται από το διάστημα με τη χρήση λέιζερ.
Η έρευνα, που διεξάγεται από την Κινεζική Ακαδημία Τεχνολογίας Διαστήματος (CAST) και το Ερευνητικό Ινστιτούτο Ηλεκτρονικών Αεροδιαστημικής του Σαντόνγκ, αναλύει την πιθανότητα ασύρματης μεταφοράς ενέργειας με λέιζερ (Laser Wireless Power Transmission – LWPT) από τη σεληνιακή τροχιά. Στόχος είναι να προσδιοριστούν οι βέλτιστες τροχιές για την τροφοδοσία διαφόρων περιοχών της Σελήνης, όπως ο ισημερινός και οι πόλοι.
Οι προκλήσεις της ενεργειακής τροφοδοσίας στη Σελήνη
Η βαρυτική αλληλεπίδραση της Σελήνης με τη Γη δημιουργεί ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες, με 14ήμερες περιόδους σκοταδιού και έντονες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις. Ενώ η ηλιακή ενέργεια μπορεί να τροφοδοτεί τα οχήματα κατά τη διάρκεια της ημέρας, οι μακρές σεληνιακές νύχτες αποτελούν σημαντική πρόκληση.
Η ερευνητική ομάδα εξετάζει εάν τα διαστημικά οχήματα μπορούν να λαμβάνουν ενέργεια στη διάρκεια αυτών των σκοτεινών περιόδων, ώστε να εξασφαλίσουν θερμότητα και ηλεκτρική τροφοδοσία, απαραίτητη για την επιβίωσή τους σε θερμοκρασίες που φτάνουν έως και τους -200°C.
Η τεχνολογία LWPT και η εφαρμογή της
Το LWPT χρησιμοποιεί λέιζερ για την ασύρματη μεταφορά ενέργειας από δορυφόρους σε δέκτες που βρίσκονται στην επιφάνεια της Σελήνης, μετατρέποντας το φως σε ηλεκτρική ενέργεια. Εκτός από την τροφοδοσία κατά τη διάρκεια της νύχτας, η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να υποστηρίξει και την εξερεύνηση μόνιμα σκιασμένων κρατήρων.
Οι περιοχές αυτές εκτιμάται ότι περιέχουν αποθέματα πάγου νερού, μια πολύτιμη πηγή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή καυσίμων, νερού και οξυγόνου για τους αστροναύτες.
Πλεονεκτήματα και περιορισμοί της τεχνολογίας
Υπάρχουν και άλλες επιλογές για την ενεργειακή τροφοδοσία στη Σελήνη, όπως οι ραδιοϊσοτοπικές πηγές ενέργειας (“ατομικές μπαταρίες”), οι οποίες όμως είναι ακριβές και έχουν περιορισμένη ισχύ. Για μεγαλύτερες βάσεις, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν πυρηνικοί αντιδραστήρες, οι οποίοι ωστόσο εγείρουν ανησυχίες για την ασφάλεια και τη λειτουργική τους πολυπλοκότητα.
Η τεχνολογία LWPT προσφέρει ευελιξία και κλιμάκωση σε συνθήκες κενού, αλλά εξακολουθεί να αντιμετωπίζει προκλήσεις όπως η απόδοση μεταφοράς, η εμβέλεια και οι τεχνικές δυσκολίες κατά τη λειτουργία.
Διαστημική ενέργεια για τη Σελήνη και τη Γη
Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, η ενεργειακή τροφοδοσία είναι ένα από τα σημαντικότερα τεχνικά προβλήματα που πρέπει να επιλυθούν για την εξερεύνηση της Σελήνης και την αξιοποίηση των σεληνιακών πόρων. Η επίλυση αυτού του προβλήματος θα ωφελήσει το φιλόδοξο κινεζικό σχέδιο δημιουργίας ενός Διεθνούς Σεληνιακού Ερευνητικού Σταθμού (ILRS), που προγραμματίζεται για τη δεκαετία του 2030.
Παράλληλα, ένας κορυφαίος Κινέζος επιστήμονας πρότεινε πρόσφατα την ανάπτυξη ενός γιγαντιαίου ηλιακού σταθμού σε τροχιά γύρω από τη Γη, που θα μεταδίδει ενέργεια μέσω μικροκυμάτων προς την επιφάνεια του πλανήτη. Αντίστοιχες πρωτοβουλίες βρίσκονται σε εξέλιξη και στην Ιαπωνία, με σημαντική πρόοδο στην τεχνολογία ασύρματης μεταφοράς ενέργειας.
Το κινεζικό ερευνητικό κέντρο που πραγματοποίησε τη μελέτη καλεί τη διεθνή επιστημονική κοινότητα να εστιάσει στην ανάπτυξη ισχυρών λέιζερ και συστημάτων υψηλής ακρίβειας για τη μεταφορά ενέργειας στο διάστημα. Στόχος είναι η δοκιμή αυτής της τεχνολογίας σύντομα σε γήινη τροχιά.
Πληροφορίες για τη επιστημονική μελέτη
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στις 29 Οκτωβρίου 2024 στο επιστημονικό περιοδικό Journal of Deep Space Exploration (JDSE), υπό τον τίτλο “Analysis of Power Supply by Laser Power Transmission in Lunar Polar Orbit”.