Человечество периодически отправляет на Луну специальные луноходы (роверы), которые позволяют узнать больше о спутнике Земли. Например, благодаря одному из анализов почвы Луны астрономам удалось узнать, что там когда-то была вода (а может есть и сейчас, но очень глубоко). Но для работы такого ровера нужно питание — как же его получают? Электрических станций и заправок на Луне пока не построили, а отправляют луноходы в путешествие минимум на несколько лет. В большинстве кораблей, которые обитают на спутнике Земли и на Марсе, сейчас используются солнечные батареи: они недорогие, безопасные и легкие, что немаловажно, учитывая, что ровер еще нужно отправить в космическое путешествие. Однако есть у них один существенный недостаток: солнечные панели не позволяют отправиться на ту сторону Луны, которая не освещена Солнцем.
Сейчас роверы работают в основном днем
Как получают электричество на Луне?
Несколько лет ученые пытались разработать альтернативный источник питания и нашли его в виде радиоизотопных термоэлектрических генераторов. Звучит страшно? И не зря, ведь работают такие генераторы с помощью энергии, которая образуется после распада радиоактивных металлов (как правило, используют плутоний). Это не полноценные ядерные реакторы, хотя имеют с ними кое-что общее, но свою задачу выполняют — обеспечивают энергией космические аппараты на протяжении десятков лет. Именно таким образом было организовано питание марсохода «Кьюриосити» и обоих кораблей «Вояджер».
Однако и у этого способа питания есть свои недостатки. Во-первых, такие генераторы очень тяжелые и невероятно дорогие. Как минимум потому, что плутоний в обычном магазине не достать, его оборот строго контролируется государством, поскольку радиоактивные элементы могут быть использованы для создания оружия. Поэтому на Луне аппараты в основном используют для питания солнечные панели. Да и тепло от радиоактивного генератора может стать испарителем воды и помешать исследованиям. Но за счет того, что на Луне есть смена дня и ночи, они работают только в «солнечное» время — на ночь роверы уходят в режим гибернации.
Европейское космическое агентство нашло оригинальное решение проблемы питания луноходов — ученые хотят питать их лазерами! На проект Powering rovers by High Intensity Laser Induction on Planets (PHILIP) уже выделены миллионы евро. Смысл в том, чтобы вместе с ровером отправить на Луну станцию питания, которая приземлится в зоне вечного света (да, на спутнике Земли есть и такие) и останется там на все время космической миссии. На станции установят пятисотваттный инфракрасный лазер, а питание она будет получать с помощью тех же солнечных панелей. Станция сможет отправлять питание с помощью лазера на ровер, который с помощью фотоэлектрического преобразователя получит необходимую энергию для работы даже в кромешной темноте.
Схема работы нового способа питания
По словам исследователей, дальность такого типа питания ограничена только зоной видимости станции питания, то есть она всегда будет видеть ровер, чтобы направлять на него лазер. Однако, как говорят ученые, если грамотно выбрать место посадки, луноход сможет отдалиться на 15 километров, не потеряв источник питания. Кроме того, ровер будет накапливать энергию, чтобы в случае потери контакта со станцией снова вернуться в зону ее видимости.
Ученые планируют отправить луноход исследовать минимум 3 точки Луны
Возможна, новая схема питания будет использоваться уже на ровере VIPER. Его планируют отправить на лунный полюс в 2022 году, и лазеры позволят ему работать в тени.
Космические миссии на Луну
В прошлом году китайский посадочный модуль «Чанъэ-4» и ровер приземлились на дальней стороне Луны. Все это время они изучали кратер Фон Кармана и делились результатами своих открытий через единственный источник связи в виде ретрансляторного спутника, передающего сигналы на Землю. Огромное количество данных, полученных в результате миссии, могут пролить свет не только на историю спутника и причины возникновения загадочного ударного бассейна, но и ответить на неизученные еще вопросы относительно эволюции Солнечной системы в целом.
Следующая китайская миссия «Чанъэ-5» должна стартовать в конце 2020 года. Однако новый модуль не направится к теневой стороне Луны, как его предшественник. Вместо этого миссия должна будет собрать около двух килограммов лунных образцов, доставив их в дальнейшем на Землю.
