總部位于華盛頓州肯特的航空航天公司藍色起源已經展示了一種用月球巖石制造太陽能電池板的工藝。藍色起源公司由零售業億萬富翁杰夫-貝佐斯于2000年創立,目前正在開發新格倫火箭。然而,作為其實現在月球表面作業的愿望的一部分,該公司本周早些時候透露,其"藍色煉金術士"工藝已成功制造出在月球上生產太陽能電池板所需的材料,而不需要從地球運輸任何材料。
該工藝涉及在高溫下通過電解從鐵、硅和鋁中分離出氧氣,藍色起源公司聲稱,該工藝可以擴大規模以支持任何級別的月球操作。
為了測試他們的工藝,研究人員首先開發了他們自己的月球巖石的變體。據藍色起源公司稱,這些材料被稱為"雷石模擬物",在化學上與月球巖石相似。然后,這些模擬物通過一個被稱為"熔融雷石電解"的過程,將它們置于高溫和電流下,使其成分元素相互分離。
像半導體一樣,太陽能電池板也是由硅制造的,而且這種硅必須非常純凈,才能使最終產品有效地捕捉陽光進行發電。硅經過化學品處理,一旦陽光中的光子照射到表面,它就能轉移電子,電子是原子的組成部分之一,它們在電線中的轉移也會產生電力。
藍色起源的"藍色煉金術士"工藝利用電流將氧氣從鋁、鐵和硅中分離出來,這樣做有兩方面的好處,不僅可以生產硅,還可以為火箭提供燃料,為生命支持系統提供投入。整個過程在1600攝氏度的溫度下進行。
能夠在月球上生產氧氣將提供各種好處。這種氣體不僅對人類的持續運作至關重要,因為它是生命支持系統所必需的,而且對發射火箭也是至關重要的。火箭發動機使用燃料,通常是煤油,如SpaceX的獵鷹9號,或氫氣,如NASA的太空發射系統(SLS)火箭。這種燃料通過與氧氣混合進行點火。這也促使NASA開發了一個試點項目,在月球表面鋪設5公里長的管道,將氧氣從源頭運送到儲存廠。
藍色起源公司還說,這個過程是完全環保的,因為它可以凈化硅高達99.99%,而不像地球上那樣使用任何有害的化學品。它還能夠生產出在月球上運行的太陽能電池板所需的玻璃,以保護它們不受惡劣環境的影響,因為環境不佳會導致電池板的壽命降低。
開發月球基地是美國宇航局Artemis計劃的核心部分,該機構已經選擇了SpaceX公司的Starship月球登陸器。藍色起源是美國宇航局第二個新飛行器提案的一部分,并在去年年底提交了其藍月登陸器的提案。它聲稱,月球太陽能電池板的制造過程也具有巨大的地球應用潛力,因為它對環境更友好。