Китай предложил построить на южном полюсе Луны лазерную башню для беспроводной передачи энергии

Китайские исследователи предложили сделать Луну первым местом, где технология беспроводной передачи энергии найдёт практическое применение. Концепция, разработанная специалистами Харбинского технологического института, предполагает строительство лазерной энергетической башни в районе южного полюса спутника. Именно там, на возвышенных кромках кратеров, почти непрерывно светит Солнце, в то время как соседние постоянно затенённые кратеры погружены во мрак и, как предполагается, содержат значительные запасы водяного льда.

Как будет работать система

Вместо того чтобы прокладывать длинные силовые кабели или оснащать луноходы тяжёлыми аккумуляторами, аппараты, работающие внутри затенённых кратеров, смогут получать энергию по лазерному лучу от солнечных электростанций, установленных на освещённых вершинах. Система предусматривает размещение солнечных панелей на освещённых хребтах, где они вырабатывают энергию для питания лазеров. Лазерные лучи передают её приёмникам, установленным на луноходах, которые преобразуют световое излучение обратно в электричество.

Проект предполагает создание нескольких взаимосвязанных передающих станций, образующих единую сеть. Это позволит луноходам свободно перемещаться между зонами покрытия без необходимости оснащать их массивными аккумуляторными батареями. При выборе мест установки исследователи ориентировались не только на уровень солнечной освещённости, но и использовали статистическое моделирование для поиска оптимальных точек, обеспечивающих максимальную площадь энергетического покрытия и высокую связанность сети.

Расчёты и моделирование

Рецензируемое исследование опубликовано в журнале Journal of Deep Space Exploration. В нём авторы описали оптимизированную схему размещения сети лазерной передачи энергии. Исследование выполнено специалистами Харбинского технологического института, а также сотрудниками Государственной ключевой лаборатории лазерной пространственной информации и Государственной ключевой лаборатории аэрокосмических механизмов. Обе лаборатории играют важную роль в развитии китайской космической программы, объединяя компетенции в области лазерных технологий, космических систем и перспективных инженерных решений для будущих лунных экспедиций.

Для проверки концепции специалисты использовали данные лазерного альтиметра аппарата NASA Lunar Orbiter, исследовавшего район кратера Шеклтон — одного из наиболее перспективных мест для будущих лунных экспедиций. Моделирование показало, что эффективная площадь энергетического покрытия увеличилась почти с 18% до более чем 24%, а степень связанности сети выросла менее чем с 40% практически до 100%. Кроме того, расчёты показали, что даже при расстоянии около пяти километров система способна передавать достаточно энергии для обеспечения работы луноходов в постоянно затенённых областях Луны.

Согласно расчётам, перенос лазерных передающих станций всего примерно на 100 метров позволил увеличить эффективную площадь покрытия сети более чем на 35%, при этом практически все зоны энергоснабжения оказались объединены в единую систему. Обеспечение энергией техники в постоянно затенённых областях Луны остаётся серьёзной инженерной задачей. Луноходы, работающие в глубине таких кратеров, не могут использовать солнечные батареи, а возможностей аккумуляторов зачастую недостаточно для продолжительных экспедиций.

По словам исследователей, полученные результаты могут стать основой для создания будущих лунных исследовательских станций и необходимой энергетической инфраструктуры. Разработанный ими метод оптимизации позволяет создать непрерывную и устойчивую сеть лазерной передачи энергии.