景文
月球是距離地球最近的天然衛星,也是唯一一顆大質量衛星。科學家設想了多種在月球上建設工廠的情景,以實現利用月球資源的目的。
月球上有大量的氦-3氣體,可為人類提供清潔能源;但前提是我們能掌握可控的核聚變技術。月球上還有大量的金屬礦產資源、水資源以及熱能資源。此外,還有一些地球上不存在的礦物值得我們去開采。
由于月球幾乎處于真空狀態,因此太陽光進入月球表面時被削弱的程度較低,轉換效率高。
因此,日本科學家設想在月球表面鋪設光伏發電裝置。通過計算,發現有大約400萬平方公里的面積可用于發電,足以為我們提供強大的電能。
根據設想,將建成一個由大量太陽能電池片組成的長10943.5千米、寬19.3千米的巨型軌道環——“月神之環”。計劃用工程機器人來進行建設,工作人員只需負責監控。
采集到的能量通過微波發射器傳遞至地球,供人類使用。由于地球與月球距離約為38萬公里,能量是否能傳遞到地球仍有待進一步研究。
此外,還需考慮能量的衰減。因此,提高電力的傳輸效率是月球光伏發電站成功的關鍵所在。
來自加泰羅尼亞理工大學的科學家提出一個被稱為“鏡子系統”的計劃,即使用大型反射鏡和斯特拉發動機打造大型月球發電站。
當太陽光照射到反射鏡面后,該系統可利用太陽能加熱風化層土壤。根據熱量轉化原理,能量傳遞到斯特拉發動機上并開始發電,提供月球工程所需電力。
月球表面夜晚可持續約14天,在此期間溫度能降低到-150°C。若月球車或月球工廠在如此低溫的環境下運轉,就需使用如核動力等其他能量源。我國嫦娥3號攜帶的月球車就使用了核動力,即同位素電池衰變釋放的能量。
相比傳統太陽能電池板,“鏡子系統”產生的電力更大。可將月球風化層土壤產生的電力存儲起來,用于14天漫長的月球黑夜。
未來,“鏡子系統”或將成為月球開拓計劃的核心能源供給渠道。