【能源广角】月球能源从哪来

  [中国经济网-《经济日报》2024-10-7]
  “可上九天揽月”的梦想逐步变为现实。据国家航天局最新消息，我国2026年将发射嫦娥七号，2028年前后将发射嫦娥八号。嫦娥七号是对月球南极的环境和资源进行勘测，嫦娥八号是要验证月球资源就地利用技术，并为后面的月球科研站建设奠定基础。在2035年前后，要建设月球科研站的基本型。
  人类要在月球上建立基地开展活动，实现能源长期供给是必要条件。随着人类太空探测技术发展，如何解决进行空间任务时的能量来源，是人们一直探求的问题。月球不同于地球，目前没有发现煤炭、石油和天然气，更没有风能、水能。如果所有的设备原料和能源都从地球上运往月球，成本太高，运力和经济难以承受。那么，如何开发月球能量呢？
  人们首先想到的就是太阳能。月球大气极其稀薄，太阳辐射能够直接照射到月球表面，因此月球上的太阳能资源丰富。建设大型光伏电站，可为月球基地提供清洁、可持续的电力。科学家们正在探索更高效、更耐用的光伏板，以及如何在月球上大规模部署这些设备。不过，月球上的昼夜间隔时长远大于地球，因此需要搭配合适的储能系统，才能保证基地在无阳光照射时的电力供应。
  另一种能提供巨大能量的技术是核能。由于光伏发电能量密度较低，仅靠太阳能无法为月球基地的持续建设提供足够电力。小型核反应堆电源功率大、重量轻、体积小，可在太阳能、风能、水能和化石能源不易获得的环境下工作。据报道，俄罗斯国家航天集团正考虑未来在月球上建造核电站，美国航空航天局也曾探讨在月球上建造核电站的可能性。在月球上建立核能供电供热系统，可为科研人员在恶劣月表环境中长期驻留，以及探索活动提供基础支撑，有效帮助我们建好月球基地。
  月球上还有一种超级能源值得高度重视。月壤中富含稀有气体元素氦-3，这是一种清洁、安全、高效的核聚变发电燃料。氦-3与氘进行核聚变反应时，能够释放出巨大能量，且不会产生放射性危害。月球上氦-3资源总量巨大，若能实现商业化利用，可支撑地球能源需求达数万年之久。随着核聚变技术发展和成熟，氦-3有望成为月球能源开发重要方向。科学家们正研究如何从月球表面提取氦-3，并实现其核聚变反应，未来可能为月球能源供应提供新的解决方案。
  此外，一些小众能源技术也受到关注。比如，通过提取月球岩石和岩浆中的矿物质，并利用化学反应获得能量，也是一种潜在的月球能源利用方式。再如，月球表面和内部存在一定热量，可通过地热能技术得以利用。这些技术大多处于研究和实验阶段，与实际应用还有一定距离。目前看来这两种技术只能作为补充，无法成为主力能源。
  众多能源中，衰变能可为早期月球探索提供可靠能源。同位素热源和同位素电源统称为同位素能源，这类能源来自放射性同位素衰变时产生的衰变能，它与人们熟悉的裂变能、聚变能，共同构成了核能利用的三大途径。虽然与裂变能、聚变能相比，衰变能能量较小，但其无需依靠外来能源就能长期、可靠地提供动力，高度匹配月球探测能源需求。以“玉兔二号”月球车为例，它装配了一块可提供衰变能的核电池，在月球背面已服役超5年。
  月球能源开发面临的挑战是多方面的，离不开多学科交叉、多领域协同深入研究和技术创新。从技术和资金角度看，需要多部门甚至多国合作，共同解开月球能源的密码。随着人类对月球能源认知不断提升，以及技术不断进步，相信实现月球“能源自由”的那一天离我们不会太遥远。（作者:王轶辰来源：经济日报）