Energijas avots Mēness tumšajā pusē
Fot: esa.int
Cilvēce periodiski sūta uz Mēness īpašus bezpilota ierīces (robotus), kas ļauj vairāk uzzināt par Zemes pavadoni. Pateicoties vienai no Mēness augsnes analīzēm, astronomiem izdevās uzzināt, ka tur kādreiz ir bijis ūdens (un varbūt ir arī tagad, bet ļoti dziļi). Taču tāda robota darbībai ir vajadzīga enerģija – kā to iegūst? Elektriskās uzlādes stacijas uz Mēness pagaidām nav uzceltas, bet bezpilota aparātus ceļojumā sūta vismaz uz vairākiem gadiem. Vairumam ierīcu, kas mitinās uz Zemes pavadoņa un uz Marsa, tagad tiek izmantotas saules baterijas: tās ir lētas, drošas un vieglas, kas nav mazsvarīgi – ņemot vērā, ka robots vēl jāsūta kosmiskā ceļojumā. Tomēr ir viens būtisks trūkums: saules paneļi neļauj doties uz to Mēness pusi, kuru Saule neapspīd.
Kā iegūst elektrību uz Mēness?
Vairākus gadus zinātnieki mēģināja izstrādāt alternatīvu enerģijas avotu un atrada to radioizotopu termoelektrisko ģeneratoru veidā. Izklausās sarežģīti? Tādi ģeneratori darbojas ar enerģiju, kas veidojas pēc radioaktīvo metālu sadalīšanās (parasti izmanto plutoniju). Tie nav pilnvērtīgi kodolreaktori, kaut arī ar tiem ir kaut kas kopīgs, bet savu uzdevumu izpilda – gadu desmitiem nodrošina enerģiju kosmiskajiem aparātiem. Tieši tādā veidā tika organizēta enerģijas padeve bezpilota aparātam “Curiosity” un abiem “Voyager” kuģiem.
Tomēr arī šim enerģijas padeves veidam ir savi trūkumi. Pirmkārt, tādi ģeneratori ir ļoti smagi un ļoti dārgi. Arī tāpēc, ka plutonija apriti stingri kontrolē valstu institūcijas, jo radioaktīvos elementus var izmantot arī ieroču izgatavošanai. Tāpēc uz Mēness aparāti enerģijas iegūšanai galvenokārt izmanto saules paneļus. Radioaktīvā ģeneratora radītais siltums var arī kļūt par ūdens iztvaicētāju un traucēt pētījumiem. Bet tādēļ, ka uz Mēness mainās diena un nakts, tie darbojas tikai “saulainā” laikā – naktī roboti pāriet uz hibernācijas režīmu.
Eiropas Kosmosa aģentūra ir atradusi oriģinālu risinājumu Mēness robotu uzlādes problēmai – zinātnieki vēlas tos uzlādēt ar lāzeru palīdzību! Projektam Powering rovers by High Intensity Laser Induction on Planets (PHILIP) jau ir piešķirts finansejums. Tas nozīmē, ka kopā ar robotu uz Mēness būs jānosūta enerģijas padeves stacija, kas piezemēsies mūžīgās gaismas zonā (jā, arī uz Zemes pavadoņa tādas ir) un paliks tur uz visu kosmosa misijas laiku. Stacijā uzstādīs infrasarkano lāzeru ar piecsimt vatu jaudu un enerģiju tas saņems, izmantojot tos pašus saules paneļus. Stacija ar lāzera palīdzību varēs nosūtīt enerģiju robotam, kas ar fotoelektriskā pārveidotāja palīdzību saņems nepieciešamo enerģiju darbam pat pilnīgā tumsā.
Jaunā enerģijas padeves veida darbības shēma
Pēc pētnieku teiktā – šāda veida barošanas avotu tālumu ierobežo tikai enerģijas stacijas redzamības zona, proti – tai vienmēr ir jāredz robots, lai uz to virzītu lāzeru. Tomēr – kā saka zinātnieki – ja pareizi izvēlas nosēšanās vietu, tad bezpilota aparāts spēs attālināties 15 kilometru attālumā, nezaudējot enerģijas avotu. Turklāt robots uzkrās enerģiju, lai kontakta ar staciju zaudēšanas gadījumā atkal atgrieztos tās redzamības zonā.
Zinātnieki plāno nosūtīt bezpilota aparātu, lai izpētītu vismaz 3 Mēness punktus
Iespējams, ka jaunā enerģijas avota shēma tiks izmantota jau robotam VIPER. To plāno nosūtīt uz Mēness polu 2022. gadā – un lāzeri ļaus tam strādāt arī tumsā.
Kosmosa misijas uz Mēness
Pagājušajā gadā Ķīnas nosēšanās modulis “Chang’e-4” un robots nolaidās Mēness tālākajā pusē. Visu šo laiku tas pētīja Fon Karmana krāteri un dalījās ar savu atklājumu rezultātiem, izmantojot vienīgo sakaru avotu retranslatora satelīta veidā, kas pārraida signālus uz Zemi. Misijas rezultātā iegūtais milzīgais datu apjoms var viest skaidrību ne tikai par pavadoņa vēsturi un noslēpumainā trieciena izveidotā baseina rašanās iemesliem, bet arī atbildēt uz vēl neizpētītajiem jautājumiem saistībā ar Saules sistēmas evolūciju kopumā.
Ķīnas nākamajai misijai “Chang’e-5” jāstartē 2020. gada beigās. Taču jaunais modulis nedosies uz mēness ēnas pusi – kā tā priekšgājējs. Tā vietā misijai būs jāsavāc apmēram divi kilogrami Mēness paraugu, tos vēlāk nogādājot uz Zemes.
