La NASA et plusieurs autres agences spatiales nationales ont récemment relancé leurs programmes de colonisation lunaire. L’un des principaux facteurs à résoudre est de savoir comment alimenter une telle colonie. L’énergie solaire ininterrompue peut-elle être réalisée sans stockage d’énergie ? Sur Terre, fournir 100 % de la demande d’électricité 100 % du temps uniquement à partir d’énergies renouvelables, mais sans stockage d’énergie, est irréalisable.
Cet état d’esprit lié à la Terre a récemment été remis en question par un changement de paradigme développé par le professeur Jeffrey Gordon de l’Université Ben Gourion, qu’il a été invité à présenter à la NASA fin août. Son idée a été publiée plus tôt cette année dans Énergie renouvelable.
Sur la lune, le solaire est la seule ressource renouvelable disponible. Le défi primordial est d’approvisionner complètement le principal consommateur d’énergie : les usines qui doivent produire en continu (24 heures sur 24, 365 jours par an) des milliers de tonnes d’oxygène (O2) par an à partir du sol lunaire, pour le propulseur des fusées, le ravitaillement des satellites en orbite et la subsistance humaine. Une grande partie du défi provient du fait que n’importe quel endroit sur la lune passe en moyenne la moitié de la période de rotation lunaire de 29,5 jours dans l’obscurité.
Dans son article, Gordon documente une stratégie réalisable dans laquelle de l’électricité ininterrompue serait produite par des panneaux photovoltaïques (PV) installés autour d’un anneau latitudinal à 360 ° près (mais pas à) un pôle lunaire, avec des lignes de transmission installées vers les centrales O2 pour lesquelles il y a serait alors une grande flexibilité d’implantation à distance.
« Ma solution a une masse spécifique bien inférieure à toutes les alternatives jusqu’à présent, à savoir un record de kg/kW, un facteur clé de mérite pour des installations lunaires abordables et réalisables, avec des coûts de lancement et d’installation dépassant actuellement 1 000 000 $/kg. Notre nouvelle stratégie est plus plus d’un facteur 100 que le solaire avec stockage par batterie. C’est aussi au moins un facteur 6 supérieur à la solution actuellement envisagée par la NASA de réacteurs nucléaires entraînant des turbines et des générateurs conventionnels.
« J’ai été invité à présenter mes découvertes au siège de la NASA pour l’énergie solaire dans l’espace en août au Glenn Research Center à Cleveland, Ohio. Les scientifiques de la NASA ont exprimé leur volonté de repenser le plan d’alimentation des colonies lunaires avec de l’énergie nucléaire au lieu de l’énergie solaire. » dit Gordon.
Le concept exploite la combinaison unique de (a) l’absence d’atmosphère lunaire, (b) l’inclinaison proche de zéro de l’axe polaire de la lune par rapport au plan de l’écliptique, (c) les conditions lunaires se prêtent à une transmission peu coûteuse de faible masse lignes, et (d) un diamètre lunaire bien plus petit que celui de la Terre.
Plus d’information:
Jeffrey M. Gordon, Énergie photovoltaïque ininterrompue pour la colonisation lunaire sans besoin de stockage, Énergie renouvelable (2022). DOI : 10.1016/j.renene.2022.02.016