中国の研究者たちは、月面が無線電力伝送の実用環境での最初の場所になる可能性があると提案しています。この概念は月の南極に焦点を当てており、その高地はほぼ常に太陽光を受けている一方で、近くの永久的な影のクレーターは暗闇の中にあり、大量の水氷を含んでいると考えられています。月面探査車がこれらの暗いクレーター内を運行する際、長い電線や重いバッテリーシステムに依存するのではなく、太陽光が当たる高峰に設置されたソーラーステーションから発射されるレーザービームを通じてエネルギーを受け取ることができます。ハルビン工業大学の科学者によると、この方法は月面の最も挑戦的で科学的価値の高い環境に電力を供給するより効率的な手段を提供できるとのことです。
新しい研究は、月面レーザー電力ネットワークの運用方法を詳述しています。《深宇宙探査ジャーナル》に発表された査読研究では、研究者たちは月面に電力を供給するための最適化されたレーザー電力伝送ネットワークの展開戦略を提案しました。この研究はハルビン工業大学の科学者によって主導されており、同大学は国家レーザー宇宙情報重点実験室および国家航空機械重点実験室と協力しています。これらの機関は中国の航空宇宙研究を推進する上で戦略的な役割を果たしており、レーザー技術、宇宙システム、将来の月面探査ミッションの次世代エンジニアリングなどの専門知識を持っています。
月面レーザー電力ネットワークの展開戦略は探査車の運行効率を向上させる
研究者たちは、彼らの発見が将来の月面研究ステーションとその支援エネルギーインフラの基盤を築くことができると述べています。研究によると、レーザー伝送ステーションを約330フィート再配置することで、ネットワークの有効カバレッジ面積が35%以上増加し、電力供給区域がほぼ完全に接続されることが可能です。この提案は、中国とアメリカが月面に持続的な人間及び科学の存在を確立する努力を強化している時期に行われており、月の南極はNASAのアルテミス計画と中国の嫦娥ミッションの主要な目的地となっています。この地域は高地が長時間太陽光を受けるため特に魅力的であり、永久的な影のクレーターには水氷が含まれていると考えられているため、科学研究、現地資源利用、将来の月面基地開発において重要な地点となっています。
月面の永久影地域に設備に電力を供給することは、将来のミッションにとって大きな課題であり、これらのクレーター内を運行する探査車は太陽光パネルに依存できず、バッテリーの持続時間が長時間の探査を支えるには不十分である可能性があります。提案されたシステムは、太陽光が当たる高地に設置されたソーラーパネルを利用してレーザービームを生成し、探査車に取り付けられた受信機にエネルギーを伝送し、光エネルギーを電力に変換します。このシステムは、複数の相互接続されたステーションに依存し、ネットワークを形成して探査車が電力供給区域間を移動できるようにし、大型の車載バッテリーを必要としません。
ハルビン工業大学の研究者たちは、彼らの最適化手法が連続的かつ安定したレーザー電力供給ネットワークを構築したと述べています。この概念をテストするために、チームはNASAの月面軌道レーザー高度計データを使用し、将来の月面ミッションにとって重要な地域であるシャクルトン隕石坑周辺のエリアを分析しました。モデルは、有効エネルギーのカバレッジを近くの18%から24%以上に引き上げ、地域の接続性を40%未満からほぼ100%に向上させました。シミュレーションは、約3マイルの距離内で、このシステムが月面の永久影地域で探査車の運行を支えるのに十分な電力を提供できることを示しています。