|
“可上九天攬?jiān)?rdquo;的夢(mèng)想逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。據(jù)國家航天局最新消息，我國2026年將發(fā)射嫦娥七號(hào)，2028年前后將發(fā)射嫦娥八號(hào)。嫦娥七號(hào)是對(duì)月球南極的環(huán)境和資源進(jìn)行勘測(cè)，嫦娥八號(hào)是要驗(yàn)證月球資源就地利用技術(shù)，并為后面的月球科研站建設(shè)奠定基礎(chǔ)。在2035年前后，要建設(shè)月球科研站的基本型。
人類要在月球上建立基地開展活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能源長(zhǎng)期供給是必要條件。隨著人類太空探測(cè)技術(shù)發(fā)展，如何解決進(jìn)行空間任務(wù)時(shí)的能量來源，是人們一直探求的問題。月球不同于地球，目前沒有發(fā)現(xiàn)煤炭、石油和天然氣，更沒有風(fēng)能、水能。如果所有的設(shè)備原料和能源都從地球上運(yùn)往月球，成本太高，運(yùn)力和經(jīng)濟(jì)難以承受。那么，如何開發(fā)月球能量呢？
人們首先想到的就是太陽能。月球大氣極其稀薄，太陽輻射能夠直接照射到月球表面，因此月球上的太陽能資源豐富。建設(shè)大型光伏電站，可為月球基地提供清潔、可持續(xù)的電力。科學(xué)家們正在探索更高效、更耐用的光伏板，以及如何在月球上大規(guī)模部署這些設(shè)備。不過，月球上的晝夜間隔時(shí)長(zhǎng)遠(yuǎn)大于地球，因此需要搭配合適的儲(chǔ)能系統(tǒng)，才能保證基地在無陽光照射時(shí)的電力供應(yīng)。
另一種能提供巨大能量的技術(shù)是核能。由于光伏發(fā)電能量密度較低，僅靠太陽能無法為月球基地的持續(xù)建設(shè)提供足夠電力。小型核反應(yīng)堆電源功率大、重量輕、體積小，可在太陽能、風(fēng)能、水能和化石能源不易獲得的環(huán)境下工作。據(jù)報(bào)道，俄羅斯國家航天集團(tuán)正考慮未來在月球上建造核電站，美國航空航天局也曾探討在月球上建造核電站的可能性。在月球上建立核能供電供熱系統(tǒng)，可為科研人員在惡劣月表環(huán)境中長(zhǎng)期駐留，以及探索活動(dòng)提供基礎(chǔ)支撐，有效幫助我們建好月球基地。
月球上還有一種超級(jí)能源值得高度重視。月壤中富含稀有氣體元素氦-3，這是一種清潔、安全、高效的核聚變發(fā)電燃料。氦-3與氘進(jìn)行核聚變反應(yīng)時(shí)，能夠釋放出巨大能量，且不會(huì)產(chǎn)生放射性危害。月球上氦-3資源總量巨大，若能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化利用，可支撐地球能源需求達(dá)數(shù)萬年之久。隨著核聚變技術(shù)發(fā)展和成熟，氦-3有望成為月球能源開發(fā)重要方向。科學(xué)家們正研究如何從月球表面提取氦-3，并實(shí)現(xiàn)其核聚變反應(yīng)，未來可能為月球能源供應(yīng)提供新的解決方案。
此外，一些小眾能源技術(shù)也受到關(guān)注。比如，通過提取月球巖石和巖漿中的礦物質(zhì)，并利用化學(xué)反應(yīng)獲得能量，也是一種潛在的月球能源利用方式。再如，月球表面和內(nèi)部存在一定熱量，可通過地?zé)崮芗夹g(shù)得以利用。這些技術(shù)大多處于研究和實(shí)驗(yàn)階段，與實(shí)際應(yīng)用還有一定距離。目前看來這兩種技術(shù)只能作為補(bǔ)充，無法成為主力能源。
眾多能源中，衰變能可為早期月球探索提供可靠能源。同位素?zé)嵩春屯凰仉娫唇y(tǒng)稱為同位素能源，這類能源來自放射性同位素衰變時(shí)產(chǎn)生的衰變能，它與人們熟悉的裂變能、聚變能，共同構(gòu)成了核能利用的三大途徑。雖然與裂變能、聚變能相比，衰變能能量較小，但其無需依靠外來能源就能長(zhǎng)期、可靠地提供動(dòng)力，高度匹配月球探測(cè)能源需求。以“玉兔二號(hào)”月球車為例，它裝配了一塊可提供衰變能的核電池，在月球背面已服役超5年。
月球能源開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)是多方面的，離不開多學(xué)科交叉、多領(lǐng)域協(xié)同深入研究和技術(shù)創(chuàng)新。從技術(shù)和資金角度看，需要多部門甚至多國合作，共同解開月球能源的密碼。隨著人類對(duì)月球能源認(rèn)知不斷提升，以及技術(shù)不斷進(jìn)步，相信實(shí)現(xiàn)月球“能源自由”的那一天離我們不會(huì)太遙遠(yuǎn)。
原標(biāo)題：【能源廣角】月球能源從哪來
文章來源：http://www.ce.cn/cysc/ny/gdxw/202410/17/t20241017_39171335.shtml
|
