中国哈工大提出激光传电优化方案 月球阴影区能量覆盖率达24%
2026-07-18 15:56
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维度网讯,哈尔滨工业大学的研究人员提出一项为月球车供电的新方案,使其在探索陨石坑时不必依赖长电缆或笨重电池。该方案聚焦月球南极,利用当地陨石坑高耸边缘可接收近乎持续阳光的特点,而附近永久阴影陨石坑则处于黑暗之中,据信蕴藏大量水冰。

在这项发表于《深空探测学报》的同行评审研究中,哈尔滨工业大学科学家团队提出一种针对月球表面的激光电力传输网络优化部署策略。研究人员认为,在这些黑暗陨石坑内作业的月球车,可通过部署在附近阳光照射峰顶的太阳能电站发射激光束来接收能量,无需携带笨重电池系统。该研究由哈尔滨工业大学的科学家领导,他们同时隶属于激光空间信息国家重点实验室和宇航机构国家重点实验室。研究显示,将激光传输站重新定位约330英尺(约100米),可使网络有效覆盖范围增加35%以上,供电区域几乎完全连通。

为月球永久阴影区设备供电是未来任务的主要挑战。该区域月球车无法依赖太阳能电池板,而电池可能无法提供足够续航。拟议系统将利用阳光照射山脊上的太阳能电池阵列产生激光束,传输给月球车装载的接收器,再将光能转换为电能。系统依赖多个相互连接站点构建网络,使月球车能在供电区域间移动。研究人员利用统计模型识别最佳部署点,以实现能量覆盖最大化和保持网络连通性。

为测试概念,团队使用了美国国家航空航天局(NASA)月球轨道器激光高度计在沙克尔顿陨石坑周围区域的数据。模型显示,有效能量覆盖率从近18%提高到24%以上,区域连通性从40%以下提升到接近100%。模拟表明,在约3英里(约4.8公里)距离上,系统仍能提供足够电力支持月球永久阴影区域的月球车作业。

此项提议正值中美两国加紧建立月球持续存在之际,月球南极已成为美国国家航空航天局(NASA)阿尔忒弥斯计划和中国嫦娥任务的主要目标地。自阿波罗时代结束半个多世纪后,新一轮月球竞赛在中美之间展开。美国国家航空航天局(NASA)载人登月时间表已从2027年推迟至2028年,中国则明确表示将在2030年前实现载人登月。分析人士认为,双方在运载火箭、载人飞船及月球着陆器等关键部件研发进度上已进入并驾齐驱阶段。中美两国都将着陆目标锁定在月球南极,该地区永久阴影区存在丰富水冰资源,可转化为饮用水、氧气及火箭燃料。

在更广阔背景下,SpaceX首席执行官马斯克近期在一场访谈中提出了通过实现卡尔达肖夫等级文明进阶推动人类走向多星球生活的战略。卡尔达肖夫等级衡量文明技术先进程度,核心依据是能源利用能力。马斯克规划的路径包括:短期通过星链V3卫星和太空AI数据中心解决地球能源瓶颈;中期在月球建立基地和卫星工厂,利用低重力和无大气优势,用电磁轨道炮将AI卫星发射向深空;长期改造火星。为月球基地供电,无论是中国月球科研站还是SpaceX规划的月球工厂,都面临在永久阴影区长时间高效率供电难题。激光无线传电是业界公认的解决方案之一,当月球表面几公里的无线传电稳定实现后,将为更远太空尺度上的能量传输奠定技术基础。

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