Riassunto:
La società aerospaziale americana Blue Origin ha recentemente annunciato un nuovo sistema di alimentazione "Power Tower" per le future basi lunari. Si prevede che il sistema sarà trasportato nell'area del polo sud lunare dal lander lunare Mark 1 sviluppato dalla compagnia. Dopo l’atterraggio, dispiegherà automaticamente un pannello solare verticale alto 20 metri per fornire supporto energetico continuo alle future strutture sulla superficie lunare.
Il ciclo lunare giorno-notte è stato a lungo una delle principali sfide affrontate dalle missioni di esplorazione lunare di vari paesi. Un giorno e una notte sulla Luna durano ciascuno circa 14 giorni terrestri. Per le apparecchiature che fanno affidamento sull’energia solare, le lunghe notti di luna significano assenza di fornitura di energia e temperature estremamente basse minacceranno seriamente la sopravvivenza delle apparecchiature. Di conseguenza, molte missioni lunari spesso fanno affidamento su sistemi di energia nucleare per mantenere le operazioni notturne.
Blue Origin ritiene che la regione del polo sud lunare fornisca un'altra soluzione. Similmente alla Terra, anche la Luna ha un'inclinazione del suo asse di rotazione, ma la sua inclinazione è solo di circa 1,54 gradi. A causa di questo particolare rapporto geometrico, il sole non tramonta quasi mai completamente al polo sud della Luna, ma si sposta sempre lentamente vicino all'orizzonte. Nell'estate locale l'oscurità può durare solo poche ore; anche in inverno, le ore buie durano solitamente solo da due a sette giorni. Allo stesso tempo, la luce solare a basso angolo crea lunghe aree d’ombra quasi permanenti nei crateri e nelle depressioni.
Per sfruttare appieno questo ambiente speciale, Blue Origin ha progettato un sistema di torri energetiche. Quando Mark 1 atterrerà, l'attrezzatura dispiegherà un alto albero composto da una struttura in lega a spirale e la parte superiore sosterrà un pannello solare piegato. I pannelli solari aperti sono come due serie di tende sospese verticalmente, che possono catturare efficacemente la luce solare obliqua dall'orizzonte e continuare a funzionare mentre il sole si muove lungo l'orizzonte.
Secondo Blue Origin, il sistema può generare continuamente elettricità dal 44% al 100% del tempo nelle diverse stagioni. Rispetto alla soluzione tradizionale di posa dei pannelli solari sulla superficie del lander, il design di distribuzione verticale può migliorare significativamente l’efficienza di utilizzo della luce solare ad angolo basso. Allo stesso tempo, la torre energetica alta 20 metri può anche espandere la portata dell’orizzonte visibile, ottenendo così maggiori opportunità di luce solare.
In termini di prestazioni, la potenza di uscita dell'attuale versione di una singola torre energetica ha superato i 10 kilowatt. Sebbene questo numero non sia eccezionale nei sistemi energetici terrestri, è già un livello considerevole nel campo dell’ingegneria aerospaziale e può fornire un supporto energetico stabile per le infrastrutture della superficie lunare.
Blue Origin ha dichiarato che questa tecnologia servirà in futuro all'esplorazione e allo sviluppo dei crateri ombra nel Polo Sud della Luna. La comunità scientifica ritiene generalmente che queste aree d’ombra a lungo termine contengano grandi quantità di risorse di ghiaccio d’acqua, e il ghiaccio d’acqua è considerato un’importante risorsa strategica per la futura creazione di una base lunare permanente, che può essere utilizzata per ottenere acqua potabile, ossigeno e propellente per razzi.
Secondo un piano di sviluppo a lungo termine, la torre energetica non esisterà solo come fonte di energia separata. Blue Origin prevede di costruire una microrete lunare composta da più torri energetiche per fornire alimentazione continua a rover lunari, moduli abitativi, attrezzature minerarie e strutture per l’utilizzo delle risorse in situ attraverso l’interconnessione, gettando le basi energetiche affinché i futuri esseri umani possano rimanere sulla luna per lungo tempo.
Mentre il programma Artemis e i progetti di sviluppo lunare in vari paesi continuano ad avanzare, come stabilire un sistema energetico stabile e affidabile sta diventando una questione chiave nella costruzione delle basi lunari. Il progetto della torre energetica lanciato questa volta da Blue Origin è considerato un'importante esplorazione per sfruttare le condizioni naturali uniche del polo sud lunare e ridurre la dipendenza dall'energia nucleare.
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