Ідеї Ніколи Тесли можуть реалізувати на Місяці: Китай розробляє проєкт лазерної енергетичної вежі для бездротової передачі енергії по всій планеті

Китайські вчені запропонували використовувати лазерну енергетичну вежу поблизу південного полюса Місяця для передачі енергії по всій місячній поверхні. Дослідники з Китаю припускають, що Місяць може стати першим місцем, де бездротова передача енергії буде використана на практиці, передають Патріоти України з посиланням на Interesting Engineering. Концепція зосереджена на південному полюсі Місяця — регіоні, де підняті краї кратерів отримують майже безперервне сонячне світло, тоді як сусідні постійно затінені кратери залишаються в темряві та, як вважається, містять значні поклади водяного льоду.

“Замість того, щоб покладатися на довгі кабелі живлення або важкі акумуляторні системи, місяцеходи, що працюють усередині цих темних кратерів, отримуватимуть енергію за допомогою лазерних променів, що передаються від станцій на сонячних батареях, встановлених на освітлених сонцем вершинах”, — пише видання.

За словами вчених з Харбінського технологічного інституту, цей підхід може забезпечити більш ефективний спосіб забезпечення дослідницьких місій у деяких найскладніших та науково цінних середовищах Місяця.

Як це працює

Вчені детально описують, як може працювати місячна лазерна енергетична мережа. У рецензованому дослідженні, опублікованому в журналі Journal of Deep Space Exploration, дослідники представили оптимізовану стратегію розгортання лазерної мережі передачі енергії, розробленої для місячної поверхні. Дослідження очолили вчені з Харбінського технологічного інституту, які також співпрацюють з Національною ключовою лабораторією лазерної просторової інформації та Національною ключовою лабораторією аерокосмічних механізмів.

“Дослідники заявили, що їхні висновки можуть допомогти закласти основу для майбутніх місячних дослідницьких станцій та їхньої допоміжної енергетичної інфраструктури. Згідно з дослідженням, переміщення лазерних передавальних станцій приблизно на 100 метрів збільшило ефективне покриття мережі більш ніж на 35%, зробивши при цьому майже повністю підключеними до мережі зони, що раніше були ізольованими”, — повідомляє Interesting Engineering.

Ця пропозиція з’явилася на тлі активізації зусиль Китаю та США щодо встановлення сталої людської та наукової присутності на Місяці, причому південний полюс Місяця стає основним місцем призначення як для програми Artemis NASA, так і для китайських місій Chang’e. Регіон вважається особливо привабливим, оскільки його підняті хребти отримують тривалі періоди сонячного світла, тоді як його постійно затінені кратери, як вважається, містять водяний лід, що робить його ключовим місцем для наукових досліджень, використання ресурсів на місці та розвитку майбутніх місячних баз.

Живлення місяцеходів там, куди не потрапляє сонячне світло

Забезпечення енергією обладнання в постійно затінених районах Місяця залишається однією з головних проблем майбутніх місій, адже місяцеходи, що працюють у таких кратерах, не можуть покладатися на сонячні панелі, а можливостей акумуляторів може бути недостатньо для тривалих досліджень. Запропонована система використовуватиме сонячні батареї, розміщені на освітлених сонцем хребтах, для генерації лазерних променів, які передаватимуть енергію на приймачі, встановлені на місяцеходах. Ці приймачі перетворюватимуть світло назад на електроенергію.

“Запропонована система складатиметься з кількох взаємопов’язаних станцій, утворюючи мережу, яка дозволить місяцеходам переміщатися між зонами з доступним живленням без необхідності використовувати великі бортові акумулятори”, — розповіли вчені.

Замість того, щоб вибирати місця встановлення лише за рівнем освітленості, дослідники з Харбіна застосували статистичне моделювання для визначення оптимальних точок розміщення станцій з метою максимізації енергетичного покриття та підтримання надійного мережевого з’єднання.

“Запропонований метод оптимізації дозволив створити безперервну та стабільну мережу лазерного енергопостачання. Для перевірки концепції команда використала дані лазерного альтиметра Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) космічного апарата NASA, отримані в районі кратера Шеклтон — одного з найважливіших місць для майбутніх місячних місій”, — додали дослідники.

Модель збільшила ефективне покриття енергопостачання майже з 18% до понад 24%, а також підвищила регіональну зв’язність із менше ніж 40% майже до 100%. Моделювання показало, що на відстані близько 3 миль (приблизно 4,8 км) система все ще здатна передавати достатньо енергії для підтримки роботи місяцеходів у постійно затінених районах Місяця.