本報(bào)訊（記者趙一諾）近日，國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“空間環(huán)境地面模擬裝置”地外天體環(huán)境物理與探測(cè)團(tuán)隊(duì)在月球永久陰影區(qū)激光供能領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，于《航空航天科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表綜述論文《面向月球探測(cè)的月表激光無線能量傳輸：前景、挑戰(zhàn)與展望》。文章圍繞月球永久陰影區(qū)探測(cè)裝備能源保障，系統(tǒng)梳理月表激光無線功率傳輸?shù)年P(guān)鍵科學(xué)問題與工程實(shí)現(xiàn)路徑。
月球南極永久陰影區(qū)蘊(yùn)藏著水冰等寶貴資源，但由于長(zhǎng)期無太陽(yáng)直射、超低溫（低至零下230攝氏度）和復(fù)雜地形遮擋，傳統(tǒng)太陽(yáng)能供能方式難以滿足探測(cè)裝備持續(xù)運(yùn)行需求。針對(duì)這一極端環(huán)境挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)利用國(guó)家航天局第十批月球科研樣品，研究彌散月塵對(duì)激光傳輸?shù)纳⑸?、吸收及熱效?yīng)影響機(jī)理，揭示不同粒徑、濃度月塵條件下的激光能量衰減規(guī)律，并提出抗月塵污染的接收端防護(hù)策略。
研究發(fā)現(xiàn)，近地表月塵可導(dǎo)致激光衰減超過20dB/km，將接收端抬升至2m以上可大幅降低損耗。同時(shí)，研究分析超低溫對(duì)光電轉(zhuǎn)換效率的衰減效應(yīng)以及地形遮擋導(dǎo)致的鏈路中斷風(fēng)險(xiǎn)。
論文系統(tǒng)分析月塵、低溫、地形對(duì)激光傳能的耦合作用，建立綜合環(huán)境衰減模型，破解極端環(huán)境制約，為激光傳能系統(tǒng)在月面的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行提供重要理論依據(jù)。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出地形感知網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化框架，系統(tǒng)分析復(fù)雜地形、供能覆蓋、鏈路連通性與系統(tǒng)成本之間的耦合關(guān)系，將激光供能由傳統(tǒng)單鏈路分析提升至多站點(diǎn)協(xié)同與系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化層面。
針對(duì)未來月球極區(qū)任務(wù)，團(tuán)隊(duì)定義三種典型場(chǎng)景——固定站、移動(dòng)巡視車和工業(yè)級(jí)原位資源利用廠，并分別給出量化的鏈路設(shè)計(jì)導(dǎo)則，為月面分布式能源網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和永久陰影區(qū)探測(cè)裝備的連續(xù)供能提供全新的技術(shù)路徑。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)為論文署名單位。