Um dia, poderemos fabricar vidro na Lua para fornecer energia solar

A mesma sujidade que se agarra às botas dos astronautas poderá um dia manter as suas luzes acesas. Num estudo publicado na revista Cell Press Device, os investigadores criaram células solares feitas de pó lunar simulado. As células convertem a luz solar em energia de forma eficiente, resistem aos danos causados pela radiação e reduzem a necessidade de transportar materiais pesados para o espaço, oferecendo uma solução potencial para um dos maiores desafios da exploração espacial: fontes de energia fiáveis.

“As células solares utilizadas atualmente no espaço são espantosas, atingindo eficiências de 30% a 40%, mas essa eficiência tem um preço”, afirma o investigador principal Felix Lang da Universidade de Potsdam, Alemanha. “São muito caros e relativamente pesados porque utilizam vidro ou uma folha grossa como cobertura. É difícil justificar o transporte de todas estas células para o espaço”, acrescenta.

Em vez de transportar células solares da Terra, a equipa de Lang está a procurar materiais disponíveis na própria Lua. O seu objetivo é substituir o vidro fabricado na Terra por vidro fabricado a partir do regolito lunar – os detritos soltos e rochosos da superfície da Lua. Esta mudança, por si só, poderia reduzir a massa de lançamento de uma nave espacial em 99,4%, cortar 99% dos custos de transporte e tornar mais viáveis as colónias lunares a longo prazo.

Para testar a ideia, os investigadores fundiram uma substância concebida para simular o pó da Lua em vidro da Lua e utilizaram-na para construir um novo tipo de célula solar. Criaram as células combinando o vidro da lua com perovskite – uma classe de cristais que são mais baratos, mais fáceis de fabricar e muito eficientes na transformação da luz solar em eletricidade. Por cada grama de material enviado para o espaço, os novos painéis produziram até 100 vezes mais energia do que os painéis solares tradicionais.

“Se reduzirmos o peso em 99%, não precisamos de células solares ultra-eficientes a 30%, basta fabricá-las em maior quantidade na Lua”, diz Lang. “Além disso, as nossas células são mais estáveis contra a radiação, enquanto as outras se degradariam com o tempo.”

Quando a equipa aplicou radiação espacial às células solares, as versões de vidro lunar tiveram um desempenho superior às fabricadas na Terra. O vidro normal fica lentamente castanho no espaço, bloqueando a luz solar e reduzindo a eficiência. Mas o vidro da lua tem uma tonalidade castanha natural devido às impurezas da poeira lunar, que estabiliza o vidro, impede que escureça ainda mais e torna as células mais resistentes à radiação.

A equipa descobriu que a produção de vidro lunar é surpreendentemente simples. Não requer uma purificação complexa e a luz solar concentrada pode, por si só, proporcionar as temperaturas extremas necessárias para fundir o regolito lunar em vidro. Ajustando a espessura do vidro lunar e afinando a composição da célula solar, a equipa conseguiu atingir uma eficiência de 10%. Com um vidro lunar mais claro que permita a entrada de mais luz, a equipa acredita que poderá atingir os 23%.

No entanto, a Lua coloca desafios que a Terra não coloca. A gravidade mais baixa pode alterar a forma como o vidro da lua se forma. Os solventes atualmente utilizados para processar a perovskite não funcionam no vácuo da Lua. As grandes oscilações de temperatura podem ameaçar a estabilidade dos materiais. Para descobrir se as suas células solares de poeira lunar são realmente viáveis, a equipa espera lançar uma experiência em pequena escala à Lua para as testar em condições lunares reais.

“Desde a extração de água para combustível até à construção de casas com tijolos lunares, os cientistas têm vindo a encontrar formas de utilizar a poeira lunar”, afirma Lang. “Agora, também a podemos transformar em células solares, possivelmente fornecendo a energia de que uma futura cidade lunar irá necessitar”, conclui.