Araştırmacılar, geleceğin bir ay tabanı içinde oluşturulabilen ve güç vermek için kullanılan çalışan güneş panelleri oluşturmak için ay tozunun sentetik bir versiyonunu kullandılar.
Ayın tozlu yüzeyinde bir önyükleme baskısı
Gelecekteki ay tabanları, eritilmiş ay tozundan yerinde yapılan güneş hücreleri ile güçlendirilebilir.
Ayda eşyalar inşa etmek, halihazırda orada olan malzemeleri kullanmak, onları Dünya’dan göndermekten daha pratik olacaktır. Almanya’daki Potsdam Üniversitesi’ndeki Felix Lang bu fikri duyduğunda, anında ne yapacağını biliyordu. “’Hemen böyle bir güneş pili yapmak zorundayız’ gibi” diyor.
İki yıl sonra, Lang’ın ekibi, bir bileşen olarak ay tozunu içeren birkaç güneş pilini inşa etti ve test etti. Diğer anahtar bileşen, uzun karbon, hidrojen ve azot moleküllerinin yanı sıra kurşun, brom ve iyot gibi elementler içeren Halide Perovskit adı verilen bir kristaldir.
Ekip, ay regolitinin sentetik bir versiyonunu – ayı örten gevşek kayalar ve toz tabakası – “Moonglass” haline getirdi ve daha sonra bir güneş pili tamamlamak için kristalle katmanlılar. Regoliti saflaştırmadılar, bu nedenle moonglass geleneksel güneş pillerindeki malzemelerden daha az şeffaftı. Ancak Lang, ekibin en iyi prototiplerinin hala yüzde 12 verimliliğe ulaştığını söylüyor. Daha geleneksel perovskit güneş pilleri tipik olarak yüzde 26’ya yakın verimliliklere ulaşır; Lang, bilgisayar simülasyonlarının ekibinin gelecekte bu sayıya ulaşabileceğini öne sürdüğünü söylüyor.
Genel olarak, araştırmacılar perovskit güneş pillerinin hem uzayda hem de yeryüzünde daha geleneksel silikon bazlı cihazlardan daha iyi performans göstereceği konusunda hemfikir. Ay bakış açısından, perovskit malzemeleri kullanmak da çekicidir, çünkü çok ince tutulabilirler, bu da aya taşınacak malzemenin ağırlığını azaltır. Ekibin tahminlerine göre, 400 metrekarelik bir alana sahip bir güneş pili sadece yaklaşık bir kilogram perovskit gerektirecektir. Londra Üniversitesi Birkbeck’teki Ian Crawford, bu etkileyici bir iddia.
Regoliti arındırmak zorunda kalmamak benzer şekilde önemlidir, çünkü hiçbir özel reaktöre gerek kalmayacağı anlamına gelir. Aslında Lang, büyük bir kavisli aynanın ve güneş ışığının Moonglass yapacak kadar sıcak bir ışık demeti oluşturabileceğini söylüyor. Meslektaşlarından biri bu tekniği zaten üniversitelerinin çatısında test etti ve bazı regolit erimesi belirtileri gördü.
Teknoloji Üniversitesi Sydney’deki Nicholas Bennett, geçmiş çalışmaların ay regolitini şeffaf cama işlemeye çalışırken, bir güneş hücresinin daha az titiz moonglass ile çalıştığı ilk kez gösterildiğini söylüyor. Şimdi zorluğun, laboratuvar dışında çok fazla Moonglass yapmak olduğunu söylüyor. Başarılı olursa, bu erime teknolojisi, fayanslar gibi bir ay tabanının ihtiyaç duyabileceği başka öğelerin oluşturulmasına yardımcı olabilir, diyor Crawford.
Lunar ve Gezegen Enstitüsü’ndeki Michael Duke, Moonglass tabanlı güneş pillerinin üretilmesinin, kazı regolitinden bireysel hücreleri dizilere bağlamaya kadar birçok teknolojik gelişme gerektireceğini söylüyor. Yine de, Ay’da bir güneş pili fabrikası kurulmuş olsaydı, olumlu vuruş etkileri olabilir. Bu gelecekte, uydular gibi uzay tabanlı sistemler, dünyada yaratılanlar yerine ay yapımı güneş hücreleri kullanabilir, çünkü aydan yükleri fırlatmak daha az enerji gerektirir.
Lang ve meslektaşları şimdi güneş pillerinin verimliliğini artırmaya çalışıyorlar. Örneğin, eritmeden önce regolitten demir almak için mıknatıslar kullanarak moonglass’ın kalitesini iyileştirip iyileştiremeyeceklerini anlıyorlar.
Nihayetinde, süreci diğer tozlu alanlara genişletmek istiyorlar. Lang, “Zaten ‘Bu işi Mars Regolit ile yapabilir miyiz?’ ‘Diye düşünüyoruz.
