近日,两家美国商业公司成功登陆月球,这一成就不仅证实了商业月球任务的可行性,也为该行业带来了新的挑战:如何让机器在月球上连续运行数年,而非仅仅标准的14天。实现这一目标的关键在于建立能够在月球白天和月夜(月夜温度可低至-170°C)均可持续运行的能源系统。
美国宇航局的阿尔忒弥斯(Artemis)计划旨在实现人类在月球上的长期生存,而能源问题则是该计划必须解决的关键之一。以萤火虫蓝色幽灵着陆器为例,由于缺乏持续的阳光,该着陆器在夜幕降临时便停止了工作。目前,各商业公司正在积极开发两种能源技术:太阳能和核能,它们可以相互补充,以满足月球长期探索的需求。
以登月舱闻名的Astrobotic公司宣布了LunaGrid项目。该项目计划建立一个由太阳能电池板和电缆铺设机器人组成的能源网络。太阳能电池板阵列将安装在电线杆的照明区域,而探测车则负责将能量传送到阴影区域。LunaGrid-Lite的首次测试计划于2028年进行,届时,该模块和探测车将通过一条500米长的电缆交换能量。Astrobotic公司估计,部署该系统的成本约为5亿美元。
另一家公司Redwire正在改造之前在DART月球任务中测试过的可卷曲太阳能电池板。该公司的重点任务是确保太阳能电池板在月球重力条件下的正常运行,并解决大尺寸货物的运送问题。
同时,美国宇航局和蓝色起源的合作伙伴Zeno Power正在开发一种使用放射性同位素替代稀缺的钚-238的反应堆。Zeno Power的首席执行官泰勒·伯恩斯坦表示,这项技术将使月球着陆器不仅能够在夜间生存,还能在黑暗中进行科学工作。该反应堆的首次发射计划于2026年进行。
此外,初创公司Star Catcher正在探索通过微波束将能量从轨道传输到地面的技术。这将有助于解决那些陷入坑洞或面板未打开的设备面临的能源问题。
值得一提的是,2019年特朗普政府简化了核动力任务的规则,引入了三级风险评估体系。这一举措将加快Zeno Power反应堆等项目的认证进程。据Astrobotic公司的约翰·桑顿称,月球电网的建立将使任务成本降低10到100倍,从而使冰开采和基地建设变得更为有利可图。