Для будущей лунной базы мало доставить на поверхность Луны посадочный модуль, роверы и научное оборудование. Всему этому потребуется электричество — причем надежное и практически непрерывное. Blue Origin представила концепцию системы, которая должна решить эту задачу необычным способом: вместо привычных горизонтальных солнечных панелей компания предлагает поднять их на 20-метровую башню.
Система получила название Power Tower. После посадки лунного аппарата центральная мачта должна вертикально развернуться, а затем специальные консоли раскроются и опустят солнечные панели в рабочее положение. Blue Origin рассчитывает получать таким образом более 10 кВт электроэнергии для операций у южного полюса Луны.
Пока Power Tower находится на стадии разработки, и Blue Origin не объявила дату его возможного полета на Луну. Однако сама идея показывает, насколько важной для будущей лунной инфраструктуры становится проблема энергоснабжения.
Почему солнечные панели на Луне приходится поднимать вверх
На первый взгляд может показаться, что солнечная энергетика идеально подходит для Луны. Там нет атмосферы, которая могла бы поглощать солнечный свет, а солнечные панели способны непосредственно преобразовывать его в электричество.
Но поверхность Луны далеко не так удобна для строительства солнечной электростанции, как пустыня на Земле.
Особенно сложен район южного полюса — именно туда ориентированы многие современные проекты лунных баз. Солнце там остается очень низко над горизонтом, а рельеф чрезвычайно пересеченный. Кратеры, холмы и даже небольшие перепады высоты могут создавать длинные тени.
Получается парадоксальная ситуация: в нескольких сотнях метров от оборудования может быть достаточно солнечного света, тогда как сама установка окажется в тени.
Вертикальная конструкция позволяет поднять панели над частью этих препятствий. Чем выше находится источник солнечной энергии, тем меньше вероятность, что соседний склон или край кратера полностью перекроет ему свет.
Как работает Power Tower
По задумке Blue Origin, Power Tower будет доставляться на поверхность Луны в составе посадочного модуля Blue Moon MK1.
После посадки система сначала выдвинет центральную мачту. Затем расположенные на ней элементы конструкции развернутся, а солнечные панели займут рабочее положение на высоте.
В итоге получится своеобразная вертикальная солнечная электростанция высотой около 20 метров.
Главная особенность конструкции — модульность. Power Tower проектируется не как автономный источник энергии только для самого посадочного модуля. Blue Origin хочет использовать его как элемент более крупной энергетической сети, способной передавать электричество другим объектам на поверхности.
Это важное отличие. На первых этапах лунной программы энергия потребуется не одному аппарату, а целой группе систем: научным приборам, средствам связи, вычислительной технике, роверам, системам терморегуляции и, в перспективе, жилым модулям.
Одна башня с мощностью более 10 кВт, конечно, не способна обеспечить энергией полноценное поселение. Но несколько таких установок уже могут стать основой распределенной энергетической системы.
Зачем нужна высота
Высота в данном случае — не самоцель. Она решает конкретную проблему лунного рельефа.
Представим обычную солнечную панель, установленную непосредственно на поверхности. Если рядом находится невысокий гребень или край кратера, он может закрыть панель от низко стоящего Солнца. Чтобы компенсировать это, пришлось бы либо искать другое место, либо размещать панели на большой площади.
Power Tower предлагает третий вариант: поднять солнечный генератор над препятствием.
Заодно вертикальная конструкция занимает сравнительно небольшую площадь. Это может оказаться важным в районе будущей базы, где каждый участок поверхности придется использовать максимально эффективно: рядом будут находиться посадочные площадки, транспорт, научное оборудование, системы связи и жилые модули.
Идея не появилась с нуля
Power Tower продолжает разработки компании Honeybee Robotics, дочернего предприятия Blue Origin. Ранее инженеры Honeybee создавали систему Lunar Array Mast and Power System (LAMPS) — развертываемую солнечную установку для лунных условий.
Прототип LAMPS испытывали в NASA в 2024 году. Проект создавался в рамках программы Vertical Solar Array Technology (VSAT), которая изучает вертикальные солнечные панели для районов Луны с неровным рельефом и проблемами затенения.
Таким образом, нынешняя Power Tower — не просто красивая концепция из компьютерной анимации. За ней стоит несколько лет инженерных исследований и наземных испытаний.
Blue Origin уже показала тестирование развертывания конструкции на Земле. Следующий и гораздо более сложный шаг — доказать ее работоспособность непосредственно в лунной среде.
Электричество понадобится практически для всего
Для длительной работы на Луне энергия станет одним из ключевых ресурсов. Без нее невозможно поддерживать связь с Землей, запускать научные приборы и компьютеры, передвигать роверы, регулировать температуру оборудования и обеспечивать работу будущих жилых систем.
Причем лунная ночь создает дополнительную проблему. Поэтому особенно ценны районы у полюсов, где отдельные возвышенности получают солнечный свет значительно дольше, чем большая часть поверхности.
NASA рассматривает южный полюс Луны как один из главных районов для будущих долговременных операций. Согласно нынешним планам агентства, инфраструктура Moon Base должна постепенно развиваться в конце 2020-х — начале 2030-х годов, причем энергетическая система является одной из ее базовых составляющих.
В этом контексте Power Tower выглядит не отдельным гаджетом, а частью гораздо более масштабной задачи: создать на Луне энергетическую инфраструктуру, способную работать независимо от каждого конкретного посадочного аппарата.
А если солнечные панели будут производить прямо на Луне?
У Blue Origin есть еще более амбициозная идея. Компания разрабатывает технологию Blue Alchemist, которая должна позволить получать из лунного реголита материалы для производства солнечных элементов, проводов и других компонентов энергетической инфраструктуры.
В основе процесса лежит электролиз расплавленного реголита. Под действием электрического тока из него можно выделять кислород, кремний, железо и алюминий. Высокоочищенный кремний, в свою очередь, пригоден для изготовления солнечных элементов.
Если подобные технологии когда-нибудь заработают непосредственно на Луне, космическим компаниям не придется доставлять с Земли каждый килограмм солнечных панелей и кабелей.
Именно здесь Power Tower и Blue Alchemist могут оказаться частями одной системы. Первая технология отвечает на вопрос «где разместить солнечные панели?», а вторая — потенциально на вопрос «как производить их непосредственно на Луне?»
Первый шаг к лунной энергосети
До полноценной лунной электросети еще очень далеко. Power Tower пока не летала на Луну, а ее реальная эксплуатация потребует доказать надежность механизма развертывания, электроники и солнечных панелей в условиях вакуума, сильного радиационного воздействия и резких перепадов температур.
Тем не менее сама архитектура выглядит логично. Вместо того чтобы мириться с проблемой лунного рельефа, инженеры пытаются буквально поднять источник энергии над ним.
Если технология оправдает себя, такие башни могут стать одним из элементов будущей энергетической инфраструктуры у южного полюса Луны. А это уже шаг от отдельных экспедиций к гораздо более серьезной цели — постоянному присутствию человека на другом небесном теле.
