Hvordan overleve månenatten?

Utstyr og mennesker skal sendes til månen for å utforske, bygge baser og forberede oss på lengre opphold i verdensrommet. Men månenatten skaper en enorm utfordring, spesielt for solcelledrevne systemer.

– De kan fungere i 14 dager mens solen skinner, men når natten faller, stopper energiforsyningen. Uten en løsning fryser utstyret og alt slutter å fungere, forklarer Jarle Farnes. Han leder forskningsgruppen rom- og energiteknologi i NORCE, en forskningsgruppe som har jobbet med å utvikle teknologi for måneferder i flere år.

En teknologi som kan fungere på månen er hydrogenbrenselceller.

– Når solen skinner i 14 dager, bruker vi solenergi til å splitte vann til hydrogen og oksygen gjennom elektrolyse. Disse samles så i tanker, og når månenatten kommer, bruker vi hydrogenet og oksygenet i en brenselcelle. Den gir oss strøm og varme, akkurat når vi trenger det som mest, forklarer Farnes.

For at hydrogenbrenselcellen skal fungere på månen, er det fire hovedutfordringer som må løses.

1. Den første Utfordring en er at månen ikke har atmosfære
   Det betyr at varmen forsvinner rett ut i verdensrommet.
   
   – Derfor har vi utviklet et varmeintegrert brenselcellesystem som ikke bare produserer strøm, men også holder seg selv varmt gjennom natten, sier Farnes.
   
   
2. En annen utfordring er at det ikke er luft til brenselcellen på månen. Den kan ikke hente oksygen fra lufta, sånn den gjør på jorden.
   
   – Løsningen her er et lukket system, som resirkulerer det lille oksygenet og hydrogenet vi har med oss, forklarer Farnes.
   
   
3. Den tredje utfordringen er at det er begrenset med plass i raketten, som skal frakte utstyret til månen.
   
   – Løsningen er å bruker lette materialer, kompakt design, og effektive systemer som gjør det så lite som mulig. Teknologien vi har utviklet er designet for å gi maksimal ytelse med minimal vekt.
   
   
4. Den fjerde og siste utfordringen handler om hvordan tester vi en måneløsning på jorden.
   
   – Månemiljøet er ekstremt med lav gravitasjon, vakuum, stråling, og store temperatursvingninger . Hvordan vet vi at utstyret vi har utviklet fungerer i praksis der oppe? Vi har stresstestet systemet ved å simulere tre månenetter i vårt laboratorium på Fantoft i Bergen. Da har vi simulert et miljø med 170 minusgrader og manglende luft, og vi har testet at utstyret fungerer i det miljøet over tid.

Men teknologien er ikke ferdig testet ut.

– Sammen med partnere skal vi fremover teste et optimalisert system under enda mer realistiske forhold med vakuum og temperatur. Vi skal teste levetid, øke teknologimodenheten og bringe løsningen nærmere faktisk bruk i fremtidige månemisjoner, forklarer Farnes.

Teknologien har langt flere bruksområder enn månen.

– På jorden kan teknologien brukes til mange formål, som hydrogenproduksjon, fremdrift for skip og droner og energisystemer i ekstreme miljøer, avslutter Farnes.