این لایه در طی میلیاردها سال بر اثر برخوردهای پیدرپی شهابسنگها، تابشهای کیهانی و تغییرات شدید دمایی بهوجود آمده است. ضخامت این لایه در نواحی موسوم به “دریاهای ماه” حدود ۴ تا ۵ متر و در مناطق مرتفعتر ماه به حدود ۱۰ تا ۱۵ متر میرسد. رگولیت عمدتاً از خردهسنگها و ذرات ریز معدنی یا موادی شبیه به شیشه تشکیل شده است. از آنجا که در ماه فرسایش جوی و طبیعی زمین وجود ندارد، ذرات این لایه بسیار زاویهدار، تیز و سایندهاند و همین موضوع چالشهایی برای مأموریتها و تجهیزات قمری ایجاد میکند.
(اعتبار تصویر: سرجان اوزن)
همین رگولیت قمری محور پژوهشی است که گروهی از محققان بر روی آن کار کردهاند تا راهی برای تبدیل آن به سلولهای خورشیدی بیابند. این پژوهش در مقالهای که در ۱۴ فروردین ۱۴۰۴ در نشریه Device منتشر شده، شرح داده شده است. در این مطالعه، سلولهایی که از رگولیت شبیهسازیشده ماه ساخته شدهاند، توانستهاند نور خورشید را با کارایی بالا به انرژی تبدیل کنند. این سلولها همچنین در برابر آسیبهای ناشی از تابش مقاوم بوده و میتوانند جایگزین مناسبی برای پنلهای خورشیدی گرانقیمتی باشند که به ماه ارسال میشوند.
فیلیکس لانگ، محقق ارشد از دانشگاه پوتسدام آلمان میگوید:
«سلولهای خورشیدی که اکنون در فضا استفاده میشوند، فوقالعادهاند و به بازدهی ۳۰ تا ۴۰ درصد میرسند، اما این بازدهی بهای بالایی دارد. آنها بسیار گران و نسبتاً سنگین هستند، چون از شیشه یا فویلهای ضخیم برای پوشش استفاده میکنند. حمل همه اینها به فضا توجیهپذیر نیست.»
ساخت پنلهای خورشیدی از مواد خام موجود در سطح ماه میتواند جرم بار پرتابی را تا ۹۹.۴ درصد کاهش دهد و هزینه حملونقل را نیز تا ۹۹ درصد کم کند؛ امری که سکونت بلندمدت روی ماه را بسیار ممکنتر میسازد. در آزمایشهای خود، این تیم موفق شد از رگولیت شبیهسازیشده “شیشهی قمری” تولید کند و آن را با بلورهای پرووسکایت ترکیب کند تا سلولهایی بسازند که تا ۱۰۰ برابر بیشتر از پنلهای معمولی، انرژی را به ازای هر گرم ماده حملشده تولید کنند.
تیم تحقیقاتی همچنین دریافت که سلولهای خورشیدی ساختهشده از رگولیت قمری در آزمایشهای تابشی، مقاومت بهتری نسبت به نمونههای ساختهشده روی زمین از خود نشان دادهاند. شیشههای معمولی در فضای بیرونی به مرور قهوهایرنگ میشوند و این باعث کاهش دریافت نور و تولید انرژی میشود. فرآیند ساخت شیشهی قمری برخلاف انتظار ساده گزارش شده و نیاز به تصفیه پیچیده ندارد؛ حتی میتوان با استفاده از نور خورشید متمرکز، دمای لازم برای ذوب رگولیت را فراهم کرد. با بهینهسازی ضخامت شیشه و ترکیب سلول خورشیدی، پژوهشگران به بازدهی ۱۰ درصدی دست یافتند و پیشبینی میکنند با شیشهی شفافتر که انتقال نور را بهتر میکند، به بازدهی ۲۳ درصد برسند.
با وجود این نتایج امیدوارکننده، پژوهشگران اذعان دارند که هنوز موانع مهمی بر سر راه اجرای این فناوری در محیط واقعی ماه وجود دارد. گرانش کم ماه میتواند روند شکلگیری شیشه را تغییر دهد، حلالهای مورد استفاده در فرآوری پرووسکایت با شرایط خلأ ماه سازگار نیستند و نوسانات شدید دمایی ممکن است پایداری مواد را به خطر بیندازد. برای بررسی این موارد، این تیم قصد دارد آزمایشی در مقیاس کوچک را روی سطح ماه انجام دهد تا فناوری خود را در شرایط واقعی قمری بیازماید.
