العلماء يؤكدون إمكانية تصنيع ألواح شمسية من الغبار القمري

قد تحصل القواعد القمرية المستقبلية على الطاقة من الألواح الشمسية المصنوعة محليا من غبار القمر المنصهر. وتعتبر تلك العملية أقل تكلفة من نقل تلك الألواح من الأرض.

وقام مختبر الإلكترونيات المقاومة للإشعاع بأشباه الموصلات المرنة تحت إشراف الفيزيائي فيليكس لانغ من جامعة "بوتسدام" بتصميم واختبار عدة خلايا شمسية تحتوي على غبار القمر. ومكونها الرئيسي بلورة تسمى هاليد البيروفسكايت وتحتوي على عناصر كيميائية مثل الرصاص والبروم واليود، بالإضافة إلى جزيئات طويلة من الكربون والهيدروجين والنيتروجين. وقد نشر العلماء نتائج تجاربهم في مجلة "ديفايس".

إقرأ المزيد

روسيا تطور جيلا جديدا من أقمار إنترنت الأشياء

وقام الباحثون بصهر نظير اصطناعي للريغوليث القمري، وهو الطبقة الصخرية والغبارية التي تغطي سطح القمر وتحوّله إلى "زجاج قمري"، ثم دمجوه مع مادة (البيروفسكايت) لإنتاج خلية شمسية. ولم يتم تنقية الريغوليث، لذا كان "الزجاج القمري" معتما إلى درجة ما. ومع ذلك، تم تحقيق كفاءة تصل إلى 12٪ في أفضل النماذج الأولية. وتصل كفاءة الخلايا الشمسية العادية من البيروفسكايت إلى حوالي 26٪. لكن فيليكس لانغ واثق، بناء على نتائج النمذجة الحاسوبية، من أن هذا الرقم القياسي يمكن تحطيمه.

وبشكل عام، أجمع الباحثون على أن الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت ستتفوق على نظيراتها المصنوعة من السيليكون سواء في الفضاء أو على الأرض. ومن وجهة نظر المهمات القمرية، فإن مواد البيروفسكايت لها مستقبل لأنها يمكن أن تكون رقيقة جدا، مما يقلل من وزن الحمولة المنقولة إلى القمر. وفقا لتقديرات الفريق البحثي، فإن الخلية الشمسية بمساحة 400 متر مربع ستحتاج إلى حوالي كيلوغرام واحد من البيروفسكايت فقط.

وقال الباحثون إن عدم الحاجة إلى تنقية الريغوليث يبسط الإنتاج إلى أقصى حد. وفي الواقع، يكفي للصهر وجود مرآة مقعرة كبيرة وضوء الشمس. وقال لانغ إن أحد زملائه قد تأكد من ذلك بالفعل من خلال إجراء تجربة في "ظروف ميدانية"، أي على سطح جامعة "بوتسدام" حيث انصهر الريغوليث تحت تأثير أشعة الشمس المركزة.

وقال البروفيسور إيان كروفورد من جامعة "بيركبيك" في لندن:" إذا نجحت هذه التكنولوجيا، فيمكن استخدامها لإنتاج مكونات أخرى ضرورية للقاعدة القمرية، مثل البلاط.

وأضاف العالم الجيوكيميائي مايكل ديوك من معهد القمر والكواكب قائلا:" سيحتاج تصنيع الخلايا الشمسية من الزجاج القمري إلى العديد من التحسينات التكنولوجية، ولكن في المستقبل يمكن تنظيم إنتاج المكونات الفضائية على القمر، حيث إن إطلاقه على القمر أسهل من تحقيقه على الأرض.

ويعمل فيليكس لانغ وزملاؤه حاليا على تطوير كفاءة خلاياهم الشمسية. وعلى سبيل المثال، يدرسون ما إذا كان يمكن تحسين جودة الزجاج القمري عن طريق إزالة الحديد من الريغوليث باستخدام المغناطيس قبل الصهر. ويريدون كذلك توسيع هذه العملية لتشمل الأجرام السماوية الأخرى الغنية بالغبار.

المصدر: تاس