近日,兩家美國商業公司成功登陸月球,這一成就不僅證實了商業月球任務的可行性,也為該行業帶來了新的挑戰:如何讓機器在月球上連續運行數年,而非僅僅標準的14天。實現這一目標的關鍵在于建立能夠在月球白天和月夜(月夜溫度可低至-170°C)均可持續運行的能源系統。
美國宇航局的阿爾忒彌斯(Artemis)計劃旨在實現人類在月球上的長期生存,而能源問題則是該計劃必須解決的關鍵之一。以螢火蟲藍色幽靈著陸器為例,由于缺乏持續的陽光,該著陸器在夜幕降臨時便停止了工作。目前,各商業公司正在積極開發兩種能源技術:太陽能和核能,它們可以相互補充,以滿足月球長期探索的需求。
以登月艙聞名的Astrobotic公司宣布了LunaGrid項目。該項目計劃建立一個由太陽能電池板和電纜鋪設機器人組成的能源網絡。太陽能電池板陣列將安裝在電線桿的照明區域,而探測車則負責將能量傳送到陰影區域。LunaGrid-Lite的首次測試計劃于2028年進行,屆時,該模塊和探測車將通過一條500米長的電纜交換能量。Astrobotic公司估計,部署該系統的成本約為5億美元。
另一家公司Redwire正在改造之前在DART月球任務中測試過的可卷曲太陽能電池板。該公司的重點任務是確保太陽能電池板在月球重力條件下的正常運行,并解決大尺寸貨物的運送問題。
同時,美國宇航局和藍色起源的合作伙伴Zeno Power正在開發一種使用放射性同位素替代稀缺的钚-238的反應堆。Zeno Power的首席執行官泰勒·伯恩斯坦表示,這項技術將使月球著陸器不僅能夠在夜間生存,還能在黑暗中進行科學工作。該反應堆的首次發射計劃于2026年進行。
此外,初創公司Star Catcher正在探索通過微波束將能量從軌道傳輸到地面的技術。這將有助于解決那些陷入坑洞或面板未打開的設備面臨的能源問題。
值得一提的是,2019年特朗普政府簡化了核動力任務的規則,引入了三級風險評估體系。這一舉措將加快Zeno Power反應堆等項目的認證進程。據Astrobotic公司的約翰·桑頓稱,月球電網的建立將使任務成本降低10到100倍,從而使冰開采和基地建設變得更為有利可圖。