Идея создания космических электростанций на основе лунного грунта давно обсуждается, но теперь она может стать реальностью. Исследовательская группа из MetaSat и Университета Глазго представила проект META-LUNA, который предлагает использовать ресурсы Луны для строительства орбитальных солнечных электростанций.
Проект META-LUNA сосредоточен на разработке спутника MORPHEUS, который имеет уникальную «сэндвич-архитектуру»: солнечные панели расположены с одной стороны, электроника для преобразования энергии находится в центре, а микроволновые передатчики — с другой. Однако анализ жизненного цикла (LCA) показал, что даже такая конструкция требует значительных ресурсов. Для производства и запуска одного спутника с Земли требуется огромное количество энергии, что делает его окупаемость крайне низкой.
Решение этой проблемы заключается в использовании лунного реголита — слоя измельчённой породы, содержащего кремний и алюминий. Согласно расчётам, автономная фабрика на Луне сможет производить до 95% компонентов MORPHEUS на месте, используя 3D-печать и роботизированные системы. Более того, такая фабрика будет генерировать топливо для запуска готовых модулей с лунной поверхности на орбиту, разлагая реголит на кислород и металлы с помощью солнечной энергии.
Авторы проекта описывают фабрику META-LUNA как машину фон Неймана, которая не только производит спутники, но и воссоздаёт собственные компоненты. Ключевыми технологиями здесь являются роботы для добычи реголита, вакуумные 3D-принтеры и системы искусственного интеллекта, управляющие сборкой без человеческого участия.
Тем не менее, проект сталкивается с рядом технических барьеров. Микроконтроллеры для управления спутниками необходимо будет доставлять с Земли, что требует регулярных миссий, хоть их масса и относительно мала. Также остаётся нерешённым вопрос утилизации: отработанные спутники планируется возвращать на лунную орбиту, разбирать на орбитальной станции и отправлять материалы обратно для переплавки. Проблема заключается в том, как избежать облаков абразивной пыли при посадке.
Экологический анализ META-LUNA показывает, что проект может быть углеродно-нейтральным уже через 1-2 года эксплуатации. На Луне отсутствует биосфера, а затраты на запуск грузов в космос в 50 раз ниже благодаря низкой гравитации. Однако для реализации идеи потребуется десятилетия работы. Современные 3D-принтеры могут создавать лишь базовые конструкции из реголитового бетона, а автономные роботы пока не способны работать в экстремальных условиях длительное время.
Ученые прогнозируют, что первые прототипы орбитальных солнечных электростанций могут появиться к 2040 году, но только при условии глобального сотрудничества и инвестиций в робототехнику.
