太空公司通过熔炼模拟月球尘埃制造太阳能电池

A working solar cell prototype Blue Origin says it made from simulated Moon dirt.  Image: Blue Origin

蓝色起源（Blue Origin）只是一家试图用月球泥土制造太阳能电池的公司，其目标是有朝一日使人类在月球上的前哨站成为可能。

利用月球上的泥土制造太阳能电池，为永久人类定居点提供能源的想法可能看起来很奇怪，但两家公司表示，他们在这方面取得了巨大进展：他们各自表示，他们已经使用模拟月球尘埃制造了太阳能电池。

Jeff Bezos的公司Blue Origin表示，自2021年以来，该公司一直在以这种方式制造太阳能电池，但该公司只是在近日的一篇博客文章中公开了这一信息。另外，旨在开发“太空大规模工业化”技术的Lunar Resources公司近日在电话中告诉the Verge，在过去几年里，该公司也一直在这样做。

每家公司都必须做出巨大的飞跃：从在地球实验室用模拟月球尘埃制作太阳能电池，到在恶劣的月球表面完成同样的任务。但这是一个酝酿了几十年的梦想。如果他们的技术成功，将有助于在月球上建立前哨基地。

利用月球资源来支持人类住区的想法，在技术上被称为原位资源利用（in-situ resource utilization，ISRU） —— 最近才脱离了科幻小说的范畴。现在，NASA正通过其Artemis计划，寻求在月球上建立“第一个长期存在”。

“10年前人们嘲笑ISRU，5年前他们不再笑了，到了现在，他们真的在说 —— ‘嘿，这很重要，我们必须这样做，’”Lunar Resources公司首席技术官、休斯顿大学物理学荣誉教授Alex Ignatiev说。

Ignatiev表示，15年前他向NASA提出了利用月球上的材料制造太阳能电池的想法。他说，该项目最终失去了资金。（NASA没有立即回应置评请求。）从那以后，Ignatiev在私营部门推动了这一想法。Lunar Resources公司四年前在NASA、国防部和国家科学基金会的资助下开始运作。

但他表示，这一概念来自NASA从月球污垢或月球表层中提取氧气的研究。这个过程的副产品是金属和其他有价值的材料，Ignatiev认为可以用这些材料制造太阳能电池。

“废料指的是你从中提取氧气的金属。对我来说，那不是废料。那是我可以利用的东西，”Ignatiev告诉The Verge。

月球表面的“污垢”层与地球的土壤完全不同。月球没有大气层，因此其表面经常受到微陨石的撞击。这种撞击的结果是月球表层，一种类似灰尘的碎片，恰好富含金属，对太阳能电池来说至关重要的是硅。

Ignatiev解释说，将这些碎片变为珍宝的方法是通过一种叫做熔融浮土电解的过程。月球表层在极高的温度下熔化，然后用电流穿透，提取铁、硅和铝（也分离出了氧气。）这产生了制造太阳能电池的基本成分。把这些电池拼接在一起，你就有了一块太阳能电池板，你可以假设从那里继续扩大规模。

Blue Origin在2月10日发布的技术公告中表示：“我们的方法，Blue Alchemist，可以无限扩展，消除月球上任何地方的力量限制。”Blue Origin没有立即回应The Verge的记者询问。

但这是一家似乎还没有使用过真正的月球土来测试其技术的公司的一个很大的话题。地球上没有足够的材料来分发给每一家试图进行实验的商业航天公司。相反，一个完整的人造土壤模拟实验室已经出现，为这些实验提供了素材。你甚至可以在网上买到假月球土。Blue Origin公司表示，他们制作了自己的表层模拟物，以使其在化学和矿物上与真实物体“相当”，但话说回来，月球表层的组成因月球上不同地区而异。

另一个现实世界（或真实月球）的挑战是找到一种方法来产生融化表层所需的高温。Blue Origin和Lunar Resources都依靠反应堆来达到1500摄氏度以上的温度。Ignatiev说：“你必须把工具运到月球，对吗？我们的反应堆不小。它重一吨，约1000公斤（2204.62磅）。”

让人们重返月球还需要几年的时间。NASA的Artemis III登月任务已经推迟了几年，最早可能推迟到2026年。