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月球基地光伏-核能混合供能架构
随着人类探索和开发月球资源的深入，月球基地的能源供应问题逐渐成为关键挑战之一。为了满足月球基地长时间稳定运行的需求，NASA阿尔忒弥斯计划提出了光伏-核能混合供能架构，这一创新系统通过结合光伏技术和小型核裂变堆，确保了月球基地在极端环境下的能源需求。
在月昼期间，轻量化钙钛矿光伏膜成为系统的主要能源来源。该膜的效率达到32%，在月球强烈的阳光照射下，日均发电量可达18kWh/m2。钙钛矿光伏膜由于其高效率和轻质特性，特别适合用于月球表面的薄弱重力环境。这些光伏膜的应用能够确保在长时间的月昼期内，月球基地能够获取足够的电力供应，为基地的日常运作提供强有力的支持。
然而，月球的昼夜温差极大，月夜期间没有阳光，能源的供给就成为了一个难题。为了解决这一问题，小型核裂变堆成为月夜期间能源供应的关键。该核裂变堆的功率为10kW，能够在月夜提供持续的电力供应，确保月球基地不受能源中断的影响。此外，温差发电装置将核堆产生的余热回收，提升了系统的总体效率，达到了41%。这种高效的能源利用方案使得月球基地能够克服昼夜温差带来的挑战，保持连续的能源供应。
欧洲空间局在测试中还验证了月球风化层防护涂层对设备寿命的延长效果。该涂层能够有效防止月球表面尘土的侵蚀，延长设备的使用寿命至15年。此外，抗辐射光伏组件的衰减率低于2%/年，保证了长期使用中的稳定性和可靠性。这一技术确保了光伏组件能够在月球极端辐射环境下长时间稳定工作，为月球基地提供了可持续的能源保障。
中国嫦娥七号设计方案中提出了利用氦-3同位素热源驱动斯特林发动机的技术，温差发电单元的功率密度达到了158W/kg。这种设计不仅提高了能源转化效率，还使得月球基地能够在长时间内维持高效的能源供应。
总的来说，月球基地的光伏-核能混合供能架构为未来月球探索提供了一种可靠的能源解决方案。随着技术的不断发展，这一架构有望在未来的月球基地建设中发挥重要作用，为人类的深空探索和月球资源开发奠定坚实的基础。
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