距離任何電網38萬公里的月球住所,怎么供電?NASA阿爾忒彌斯計劃的長期目標是在月球建立永久人類存在,但這事說起來容易做起來難。NASA當前正在測試可再生燃料電池,準備未來用在月球表面。雖然電池是儲電的常規選擇,但航天局決定研發燃料電池,很大程度上是被月球條件逼出來的。
人類唯一可比的例子是國際空間站——用太陽能板發電,多余電能存在鋰離子電池里。可月球上陽光遠談不上充沛,一夜就是兩星期。NASA的燃料電池方案會把氫氣和氧氣轉化為水、熱量和電力。多余的水再被分解成氫和氧,用來給電池充電。這個循環本身就適合極長夜的環境。
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燃料電池在物流上更劃算。目前測試單元雖然跟一輛小車一樣長、一人高,但重量比同等大小的電池輕。當發射載荷的成本以每磅數千美元計時,能量密度就不是小事。測試團隊首席工程師凱里根·凱恩博士說:“這對棲息地、巡視器探測以及阿爾忒彌斯設想中的很多系統來說,是理想技術。在月球上建立可持續的長期人類存在,需要與之匹配的電力和儲能方案。可再生燃料電池恰好拼進了這塊拼圖。”
阿爾忒彌斯大本營的選址,對可再生燃料電池能否持續產出能量至關重要。NASA規劃的宇航員前哨站會靠近月球南極,數據顯示那里有水冰。2012年,NASA研究人員估計沙克爾頓隕石坑表面22%是冰。這些冰可用來維持燃料電池運轉,省去從地球運送氫和氧的麻煩。據《科學美國人》報道,阿波羅任務曾在月球土壤樣本中發現微量水,但直到2008年前一直被認為是外部污染。
NASA沒把所有賭注都壓在燃料電池上。航天局同時在為月球準備一座核反應堆。交通部長肖恩·達菲已下令NASA開發一個100千瓦的裝置,目標2030年前發射。對白宮而言,月球表面有反應堆,還能繞開禁止任何國家在月球主張領土的國際條約——美國可以宣布反應堆周圍為“隔離區”,實際上讓該區域變成美國主權領地。
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