Việc khám phá Mặt Trăng đang bước vào một kỷ nguyên mới với những kế hoạch đầy tham vọng cho sự hiện diện lâu dài trên Mặt Trăng. Chương trình Artemis của NASA đặt mục tiêu đưa các phi hành gia hạ cánh gần Cực Nam của Mặt Trăng sớm nhất là vào năm 2026. Các quốc gia như Trung Quốc và Ấn Độ tiếp tục thực hiện các nhiệm vụ robot, trong khi các công ty tư nhân ngày càng tham gia thông qua quan hệ đối tác và các nhiệm vụ đổ bộ thương mại.
Một trong nhiều thách thức đối với tàu vũ trụ hoạt động trên Mặt Trăng là sống sót qua đêm trăng khắc nghiệt, kéo dài hai tuần. Trong khoảng thời gian này, nhiệt độ có thể giảm xuống dưới -170°C, khiến việc duy trì nguồn điện và kiểm soát nhiệt trở nên cực kỳ khó khăn. Các giải pháp năng lượng hiện có như tấm pin mặt trời và lò phản ứng phân hạch có thể không đủ để đáp ứng nhu cầu năng lượng cao của một căn cứ Mặt Trăng vĩnh viễn.
ZEUS sẽ cung cấp năng lượng như thế nào
Một cách tiếp cận sáng tạo cho thấy việc sử dụng một chòm sao vệ tinh năng lượng mặt trời từ không gian (SBSP) để liên tục truyền năng lượng xuống bề mặt. Chòm sao vệ tinh ZEUS được thiết kế để thu thập năng lượng mặt trời trên quỹ đạo và truyền không dây đến căn cứ Mặt Trăng DIANA được đề xuất ở Nam Cực.
Hệ thống ZEUS sẽ hoạt động bằng cách đặt các vệ tinh chạy bằng năng lượng mặt trời vào quỹ đạo quanh Mặt Trăng. Các vệ tinh này sẽ liên tục thu thập ánh sáng mặt trời và chuyển đổi nó thành năng lượng vi sóng hoặc laser. Năng lượng này sau đó sẽ được truyền đến các trạm tiếp nhận trên bề mặt Mặt Trăng, cung cấp năng lượng cho môi trường sống, xe tự hành và các cơ sở Sử dụng Tài nguyên Tại chỗ.
Dưới sự lãnh đạo của các thành viên Hội đồng Tư vấn Thế hệ Không gian (SGAC) và ASTRAEUS, nghiên cứu tiếp tục vượt qua những hạn chế năng lượng hiện tại. Triển khai thành công công nghệ này sẽ là một bước tiến lớn hướng tới việc tạo ra sự hiện diện lâu dài, bền vững của con người trên Mặt Trăng. Hệ thống này sẽ cho phép các cơ sở hoạt động liên tục, hỗ trợ khám phá và phát triển Mặt Trăng lâu dài.
Ngoài ra, các nhà khoa học đang khám phá khả năng tạo ra các tấm pin mặt trời bằng cách sử dụng bụi Mặt Trăng, điều này có thể giảm đáng kể chi phí vận chuyển vật liệu vào không gian. Điều này bao gồm việc làm tan chảy lớp phủ regolith của Mặt Trăng để tạo ra thủy tinh, sau đó được sử dụng để chế tạo các tấm pin mặt trời hoạt động. Mặc dù các tấm pin này có thể không hiệu quả bằng các tấm pin được sản xuất trên Trái Đất, nhưng khoản tiết kiệm chi phí vận chuyển có thể khiến chúng trở thành một lựa chọn khả thi để cung cấp năng lượng cho một căn cứ Mặt Trăng.