中國提議在月球南極附近建造雷射能量塔,無線傳輸電力
中國哈爾濱工業大學研究人員提出一項創新構想:在月球南極陽光充足的隕石坑邊緣架設太陽能雷射發射站,將電力無線傳輸至永久陰影區內的月球探測車。研究指出,將雷射傳輸站移位約100公尺可提升35%以上的覆蓋範圍,並讓供電區域幾乎完全連通,有望成為未來月球基地能源基礎設施的關鍵技術。

文章重點
- 哈爾濱工業大學研究團隊在《深空探測學報》發表研究,提議於月球南極建設雷射無線電力傳輸網路,為永久陰影區探測車供電。
- 將雷射傳輸站移位約100公尺(330英尺),可使網路有效覆蓋範圍提升逾35%,供電區域連通率接近100%。
- 系統模擬顯示,有效能源覆蓋率從近18%提升至逾24%,區域連通率從低於40%躍升至近100%。
- 在約5公里(3英里)的傳輸距離下,系統仍可提供足夠電力支援月球探測車持續作業。
- 研究團隊使用NASA月球軌道器雷射高度計針對沙克爾頓隕石坑周邊的實測數據進行模擬驗證。
中國提議在月球南極建造雷射能量塔,實現無線電力傳輸
中國研究人員正在提議,月球或許將成為全球首個在實際環境中應用無線電力傳輸技術的場域。這項構想的核心位於月球南極——該地區的隕石坑邊緣幾乎可持續接收陽光照射,而附近的永久陰影隕石坑卻長年處於黑暗之中,且被認為蘊藏大量水冰資源。
哈爾濱工業大學的科學家表示,相較於依賴長距離電纜或攜帶笨重電池系統,在陰暗隕石坑內作業的月球探測車,將可透過架設於上方陽光峰頂的太陽能發電站所發射的雷射光束接收能量,提供更有效率的探測任務供電方式。
月球雷射電力網路的運作原理
相關研究已發表於同儕審查期刊《深空探測學報》(Journal of Deep Space Exploration)。由哈爾濱工業大學主導的研究團隊,同時隸屬於國家雷射空間信息技術重點實驗室及國家航天機構重點實驗室,提出了一套針對月球表面雷射電力傳輸網路的最佳化部署策略。
據《南華早報》報導,上述兩機構在推動中國航太研究方面扮演重要戰略角色,專業領域涵蓋雷射技術、太空系統及未來月球探測任務的新世代工程。
研究人員指出,研究成果有助於為未來月球科研站及其配套能源基礎設施奠定基礎。根據研究,將雷射傳輸站移位約100公尺(約330英尺),可使網路的有效覆蓋範圍提升逾35%,同時讓供電區域幾乎達到完全連通。
此項提議的時間點,正值中美兩國加速推進在月球建立長期人類與科學駐點之際。月球南極已成為美國NASA「阿提米絲計畫」(Artemis)與中國「嫦娥任務」(Chang'e)的首要目標。該區域因隆起山脊能長時間接受日照、陰影隕石坑可能含有水冰,而在科學研究、就地資源利用及未來月球基地開發上具有極高戰略價值。
在陽光照不到的地方為探測車供電
在月球永久陰影區為設備供電,是未來任務面臨的一大挑戰——在這些隕石坑內作業的探測車無法仰賴太陽能板,而電池可能也無法提供足夠的續航力以支援長期探測。此一提案系統將利用陽光山脊上的太陽能陣列產生雷射光束,傳輸至安裝於探測車上的接收器,再將光能轉換回電能。
該系統將倚賴多個互聯站點組成網路,讓探測車能在各供電區域間移動,無需攜帶大型車載電池。哈爾濱研究團隊並未僅以陽光可及性作為選址依據,而是採用統計模型找出最佳部署點,以最大化能源覆蓋範圍並維持強健的網路連通性。
研究人員表示,其最佳化方案建立了一套持續且穩定的雷射電力供應網路。為驗證概念可行性,研究團隊使用了NASA月球軌道器雷射高度計(Lunar Orbiter Laser Altimeter)針對沙克爾頓隕石坑(Shackleton crater)周邊區域所蒐集的數據——沙克爾頓隕石坑是未來月球任務中最重要的地點之一。
模擬結果顯示,該模型將有效能源覆蓋率從近18%提升至逾24%,區域連通率則從低於40%大幅改善至接近100%。模擬亦顯示,在約5公里(約3英里)的傳輸距離下,系統仍可提供足夠電力,支援探測車在月球永久陰影區的持續作業。
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本文由 LAETimes 編輯部審核發佈 ·


