La NASA propone convertir el polvo lunar en energía, lo que reduciría el costo de las misiones espaciales
Los científicos han descubierto un avance en la sostenibilidad lunar. Mediante células solares fabricadas con polvo lunar simulado, se crea una fuente de energía ligera y resistente a la radiación para futuras misiones a la Luna.
Este avance en la sostenibilidad lunar podría reducir la necesidad de transportar materiales voluminosos desde la Tierra. Esta investigación, publicada en Device, una revista de Cell Press, describe un nuevo enfoque que ofrecería una fuente de energía ligera.
El nuevo enfoque
Felix Lang, de la Universidad de Potsdam, afirma: "Las células solares espaciales actuales pueden alcanzar una eficiencia del 30 % al 40 %, pero tienen un coste elevado, tanto en dólares como en masa. Estas células se basan en vidrio pesado o láminas gruesas, y el coste de su lanzamiento en órbita es considerable".
La propuesta de Lang y su equipo es obtener materiales directamente de la Luna. Esto reemplaza el vidrio terrestre con vidrio lunar, que es vidrio fabricado a partir del regolito lunar. Este cambio podría reducir la masa de la carga útil de una misión hasta en un 99,4 %. También podría reducir los gastos de transporte relacionados en un 99 % y allanar el camino para una infraestructura energética escalable en la superficie lunar.
Para probar la hipótesis, los investigadores fundieron una versión sintética del polvo lunar para crear vidrio lunar. Este se utilizó como base para paneles solares con cristales de perovskita, que son de bajo costo y tienen una gran capacidad de conversión de energía solar a electricidad. Estos paneles superaron a los convencionales en producción de energía por gramo, lo que equivale a 100 veces más energía por cada unidad de masa utilizada.
Resultados prometedores
Según Lang, "Si se logra reducir el peso en un 99 %, las células ultraeficientes del 30 % ya no son necesarias; simplemente se pueden fabricar más en la Luna. Además, nuestros prototipos son más resistentes a la radiación, a diferencia de las células convencionales que se degradan con el tiempo". Las nuevas células solares se sometieron a niveles de radiación típicos de entornos espaciales.
Los resultados fueron prometedores. El vidrio estándar se oscurece con la exposición, lo que dificulta la transmisión de la luz y su eficiencia. El vidrio lunar conserva su rendimiento; las impurezas naturales le confieren un tono marrón que resiste una mayor decoloración y estabiliza el material contra los daños causados por la radiación.
La fabricación del vidrio lunar fue un proceso sencillo, ya que no requiere complejos pasos de purificación. La alta temperatura necesaria para la fusión se logró utilizando luz solar concentrada, un recurso abundante en la Luna. El equipo alcanzó una eficiencia del 10 % con ajustes cuidadosos del grosor del vidrio y la estructura interna de la celda solar. Un vidrio lunar más transparente podría aumentar esta eficiencia al 23 %.
Por otro lado, la fabricación lunar presenta algunos obstáculos. La baja gravedad lunar podría alterar la solidificación del regolito fundido. Las técnicas actuales de perovskita se basan en disolventes que se evaporan mal en el vacío. Las oscilaciones extremas de temperatura amenazan la estabilidad del material. Los investigadores planean lanzar una pequeña demostración a la Luna donde se podrán probar las células solares en condiciones lunares reales.