Design af måneudstyr til at overleve lange perioder med solfri kulde

Designere af fremtidige månemissioner og baser må kæmpe med en skræmmende udfordring:Hvordan kan deres kreationer udholde den fjorten dage lange månenat? ESA er nået frem til en billig måde at overleve på.

I en længere nat, når overfladen kun er oplyst af blåt jordlys, temperaturer falder til under –170ºC. Nogle steder på højere breddegrader har kortere nætter, selvom andre har meget længere eller endda permanent mørke.

Talrige robotmissioner er gået til grunde under denne langvarige kulde. Ruslands Lunokhod-2 rover, for eksempel, ikke klarede natten i maj 1973, dens radioaktive varmelegeme er gradvist kørt ned efter fire måneders udforskning.

Apollo bemandede missioner forblev på overfladen kun et par dage ad gangen, og alt i løbet af den tidlige månemorgen. Men fremtidige månebosættere bliver nødt til at leve både om natten og dagen, med tanke på, at vital solenergi og varme ville være utilgængelig i løbet af de 14 dage med mørke.

"Indtil nu, radioaktive varme- og strømkilder har været den foretrukne løsning for månens levesteder, " forklarer ESA's Moritz Fontaine. "Men disse ville mangedoble omkostningerne og kompleksiteten af ​​enhver ekspedition.

"Så vi udforsker en mere bæredygtig løsning, at bruge månestøvets kapacitet til at absorbere og lagre energi, når den rammes af sollys, derefter frigive denne energi i løbet af månenatten."

Drevet af temperaturforskellen, denne varmemotor ville blive holdt kørende direkte af solens varme i løbet af dagen – oplyste overfladetemperaturer stiger et godt stykke over 100ºC ved ækvator – samtidig med at overskydende varme lagres i jorden.

Når natten falder på, varmemotoren ville blive holdt kørende på skift ved gradvis frigivelse af energien fra den opvarmede jord.

"Princippet er udarbejdet i detaljer, " tilføjer Moritz. "Det næste skridt, gennemføres gennem ESA's General Studies Program, er at udføre numeriske undersøgelser og simuleringsundersøgelser for at sætte værdier på den varmelagring og elforsyning, som systemet ville muliggøre.

"Resultaterne skulle så tillade konstruktionen af ​​en lille demonstrator for at teste konceptet i praksis."