Polvo lunar para energía solar
Los investigadores desarrollan un innovador proceso de producción que utiliza el regolito lunar para crear células solares destinadas a una futura base lunar
La construcción de una base lunar como punto de partida para posteriores exploraciones espaciales y futuras misiones a Marte es uno de los elementos centrales de las actuales estrategias espaciales internacionales. Para ello es fundamental contar con un suministro de energía lo más autosuficiente posible. La Agencia Espacial Alemana del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) financia ahora el proyecto conjunto "SoMo - Un innovador proceso de fabricación de células solares a partir de regolito lunar" entre la Cátedra de Tecnología Espacial de TU Berlín y JPM Silicon GmbH como parte del programa "Investigación y Exploración" con fondos del Ministerio Federal de Economía y Acción por el Clima.
Muestra de vidrio del simulante de regolito lunar TUBS-T
TU Berlin
El Dr. Thomas Driebe, de la Agencia Espacial Alemana, habló sobre la decisión de financiar el proyecto: "En la actualidad, Alemania realiza una importante contribución a la investigación y exploración espaciales a través de su participación en las misiones lunares europeas y en el programa Artemis de la NASA. Esto significa que ahora estamos cerca de una base lunar tripulada y de la cuestión de cómo podemos abastecerla de materias primas y energía. La energía fotovoltaica desempeña aquí un papel decisivo. Consideramos que se trata de un proyecto excepcional que aúna la investigación espacial y la expansión de la fotovoltaica terrestre, y prevemos resultados prometedores que nos permitirán dar un paso hacia el espacio mismo."
Producción in situ para sustituir el costoso transporte en cohetes
El desarrollo de tecnologías ISRU es especialmente importante para la futura exploración lunar, tanto para aumentar la sostenibilidad de las misiones lunares como para reducir sus costes. ISRU son las siglas de "in-situ resource utilization" (utilización de recursos in situ). Se trata de producir productos y recursos como agua, oxígeno, productos de construcción y electricidad a partir de materiales y recursos disponibles localmente, como el polvo lunar (regolito) y la luz solar. Las tecnologías implicadas pueden ayudar a proporcionar a las misiones los materiales y consumibles que necesitan y que, de otro modo, tendrían que ser suministrados desde la Tierra a un elevado coste. Según el profesor Enrico Stoll, director de la Cátedra de Tecnología Espacial de la Universidad Técnica de Berlín, el coste actual del transporte de un kilogramo de material de la Tierra a la Luna es de aproximadamente un millón de euros. "Suministrar energía a una futura base lunar utilizando los recursos disponibles en la Luna es un área clave de nuestra investigación espacial", afirma el profesor Stoll.
Células solares totalmente funcionales
El proyecto SoMo contribuye a esta investigación utilizando el polvo lunar, ampliamente disponible, como materia prima para la producción de paneles solares en la Luna. La técnica de fabricación del proyecto permite producir células de silicio utilizando dos recursos ampliamente disponibles en la Luna: el regolito lunar para la producción de sustratos de vidrio y la luz ultravioleta. El producto final es una célula de silicio sobre una capa amortiguadora de óxido de aluminio. Esto representa el primer paso hacia la producción sostenible de células solares plenamente funcionales en la Luna.
Simulantes del polvo lunar
La Cátedra de Tecnología Espacial de la Universidad Técnica de Berlín fabrica el sustrato de vidrio necesario para el proceso. El grupo de investigación de Enrico Stoll ha desarrollado diversos simulantes del regolito lunar. Se trata de polvos que imitan las propiedades de diversas muestras de suelo traídas a la Tierra durante el programa Apolo. El vidrio se produce fundiendo los simulantes a temperaturas muy elevadas (más de 1.500°C). El equipo de Stoll moldea y procesa el vidrio resultante. A continuación, JPM Silicon GmbH, socio del proyecto, produce una capa de silicio a partir del sustrato de vidrio, que finalmente se convierte en una célula solar.
Uso sostenible de los recursos lunares
"El objetivo del proyecto es proporcionar un suministro de energía lo más autosuficiente posible para los proyectos de exploración lunar y, al mismo tiempo, lograr un nivel adecuado de eficiencia para las células solares", explica el director del proyecto, Juan Carlos Ginés Palomares. "En la Cátedra de Tecnología Espacial estamos llevando a cabo varios proyectos de investigación sobre los recursos lunares y su uso sostenible. Este proyecto de investigación conjunto es un paso importante para hacer realidad nuestra visión de una exploración lunar autosostenible que permita misiones eficaces y a largo plazo."
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