Ay Tozu ve Güneş Enerjisi: Uzay Keşiflerinde Çığır Açacak Teknoloji
Bilim insanları simüle edilmiş Ay tozu kullanarak güneş pilleri oluşturdular ve uzay araştırmalarının en büyük zorluklarından biri olan Dünya’dan uzakta güvenilir enerjinin nasıl üretileceği sorununu çözme potansiyeline sahip oldular.
Perovskit ve moonglass ile yapılan bu yeni hücreler, geleneksel uzay güneş panellerinden daha hafif, daha ucuz ve radyasyona daha dayanıklıdır. Daha da iyisi, Ay malzemeleri kullanılarak üretilebilirler, bu da fırlatma maliyetlerini büyük ölçüde düşürür ve gelecekteki Ay üslerini daha uygulanabilir hale getirir. Gerçek Ay koşullarında başarılı olursa, Ay yapımı bu güneş panelleri tüm dünya dışı kolonilere güç sağlayabilir.
Ay Tozu ile Uzaya Güç Sağlamak
Astronotların botlarına yapışan Ay tozu bir gün yaşam alanlarına güç sağlamaya yardımcı olabilir. Device dergisinde bugün (3 Nisan) yayınlanan bir çalışmada, araştırmacılar simüle edilmiş Ay tozu kullanarak güneş pilleri geliştirdiler. Bu hücreler güneş ışığını verimli bir şekilde elektriğe dönüştürüyor, radyasyondan kaynaklanan hasara karşı direnç gösteriyor ve uzay araştırmalarının en büyük zorluklarından biri olan güvenilir enerji üretme sorununu çözerek Dünya’dan ağır malzemelerin taşınması ihtiyacını azaltabilir.
Almanya’daki Potsdam Üniversitesi’nden baş araştırmacı Felix Lang, “Şu anda uzayda kullanılan güneş pilleri inanılmaz, %30 hatta %40 verimliliğe ulaşıyor, ancak bu verimliliğin bir bedeli var” diyor. “Çok pahalılar ve kapak olarak cam veya kalın bir folyo kullandıkları için nispeten ağırlar. Tüm bu hücreleri uzaya taşımayı haklı çıkarmak zor.”
Ay Kayasını Ay Camına Dönüştürmek
Lang ve ekibi daha sürdürülebilir bir alternatif araştırıyor: Ay’da halihazırda bulunan malzemeleri kullanarak güneş pilleri inşa etmek. Dünya’dan cam nakletmek yerine, güneş panelleri için cam oluşturmak üzere Ay’ın gevşek, kayalık yüzeyi olan Ay regolitini kullanmayı öneriyorlar. Bu tek değişiklik, bir uzay aracının fırlatma kütlesini %99,4 oranında azaltabilir, nakliye maliyetlerini %99 oranında düşürebilir ve uzun vadeli Ay üslerinin geliştirilmesini destekleyebilir.
Araştırmacılar bu fikri test etmek için Ay tozunu taklit etmek üzere tasarlanmış bir maddeyi eriterek ay camı haline getirdiler ve bunu yeni bir tür güneş hücresi oluşturmak için kullandılar. Ay camını, daha ucuz, yapımı daha kolay ve güneş ışığını elektriğe dönüştürmede çok verimli olan bir kristal sınıfı olan perovskit ile eşleştirerek hücreleri hazırladılar. Uzaya gönderilen her bir gram malzeme için yeni paneller geleneksel güneş panellerinden 100 kat daha fazla enerji üretti.
Ay regoliti simülatörü, ay camı ve ay güneş pilleri. İç kısımda bir kesit mikrografı ve perovskit kristal yapısı gösterilmektedir. Kredi: Felix Lang, düzenlenmiştir.
Daha Fazla Enerji, Daha Az Kilo
Lang, “Ağırlığı %99 oranında azaltırsanız, ultra verimli %30 güneş hücrelerine ihtiyacınız kalmaz, sadece Ay’da daha fazlasını yaparsınız” diyor. “Ayrıca, diğer hücreler zamanla bozulurken bizim hücrelerimiz radyasyona karşı daha kararlı.”
Ekip güneş hücrelerini uzay kalitesinde radyasyona maruz bıraktığında, ay camı versiyonları Dünya yapımı olanlardan daha iyi performans gösterdi. Standart cam uzayda yavaşça kahverengileşerek güneş ışığını engeller ve verimliliği azaltır. Ancak ay camı, Ay tozundaki safsızlıklardan kaynaklanan doğal bir kahverengi renk tonuna sahiptir, bu da camı stabilize eder, daha fazla kararmasını önler ve hücreleri radyasyona karşı daha dayanıklı hale getirir.
Basit Süreç, Şaşırtıcı Sonuçlar
Ekip, ay camı yapmanın şaşırtıcı derecede basit olduğunu keşfetti. Karmaşık saflaştırma gerektirmez ve konsantre güneş ışığı tek başına ay regolitini eriterek cama dönüştürmek için gereken aşırı sıcaklıkları sağlayabilir. Ekip, ay camının kalınlığını ayarlayarak ve güneş pilinin bileşimine ince ayar yaparak %10 verimlilik elde etmeyi başardı. Daha fazla ışığa izin veren daha net ay camı ile %23’e ulaşabileceklerine inanıyorlar.
Yine de Ay, Dünya’da olmayan zorluklar içeriyor. Düşük yerçekimi ay camının oluşumunu değiştirebilir. Şu anda perovskiti işlemek için kullanılan çözücüler Ay’ın vakumunda çalışmayacaktır. Vahşi sıcaklık değişimleri malzemelerin kararlılığını tehdit edebilir. Ay tozu güneş pillerinin gerçekten uygulanabilir olup olmadığını öğrenmek için ekip, gerçek Ay koşullarında test etmek üzere Ay’a küçük ölçekli bir deney fırlatmayı umuyor.
Ay Gücüyle Çalışan Bir Gelecek İnşa Etmek
“Yakıt için su çıkarmaktan ay tuğlalarıyla evler inşa etmeye kadar, bilim insanları Ay tozunu kullanmanın yollarını buluyor,” diyor Lang. “Şimdi, onu güneş hücrelerine de dönüştürebiliriz, muhtemelen gelecekteki bir Ay şehrinin ihtiyaç duyacağı enerjiyi sağlayabiliriz.”
Kaynak: https://scitechdaily.com
Galaksinin Başka Yerlerinden Yaşam Belirtileri Arayabilmek İçin Uzay Tozunu İnceleyebiliriz