Painéis solares poderão ser fabricados na Lua fundindo o solo lunar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/04/2025

Simulador de regolito lunar, vidro lunar e células solares lunares. O detalhe mostra uma micrografia transversal e a estrutura cristalina da perovskita.
[Imagem: Julián Mauricio Cuervo-Ortiz et al. - 10.1016/j.device.2025.100747]

Células solares feitas na Lua

Usando um conceito similar ao do uso do solo lunar para construir bases lunares, pesquisadores demonstraram agora que dá para usar o regolito também para fabricar painéis solares localmente na Lua.

Julián Cuervo-Ortiz e colegas da Universidade de Potsdman, na Alemanha, usaram uma pitada do semicondutor perovskita, que vem sendo pesquisado para fabricar células solares de próxima geração, e um bocado de poeira lunar simulada para construir células e painéis solares que funcionam razoavelmente bem e ainda têm vantagens, como suportar bem o ambiente de alta radiação do espaço.

A técnica diminui muito a necessidade de transportar materiais pesados para o espaço, o que tem um custo muito elevado. A fabricação local dos painéis solares promete reduzir a massa de lançamento dos módulos solares em uma espaçonave em 99,4% e cortar 99% dos custos de transporte desses suprimentos.

Além de oferecer uma solução duradoura para um dos maiores desafios da exploração espacial - fontes de energia confiáveis -, a capacidade de repor localmente os painéis solares gastos é um adicional que ninguém havia considerado.

Os protótipos construídos pela equipe alcançaram uma eficiência de cerca de 10% na conversão de luz solar em eletricidade. As células solares de perovskita convencionais já estão na casa dos 26%, mas aqui há outros fatores a considerar.

"Se você cortar o peso em 99%, não precisará de células solares ultraeficientes de 30%, você apenas fará mais delas na Lua," defende o professor Felix Lang. "Além disso, nossas células são mais estáveis contra radiação, enquanto as outras se degradariam com o tempo."

Visão de futuro da fabricação de células solares na Lua, utilizando regolito bruto. O solo lunar poderá ser recolhido por robôs, que o levarão para a unidade de produção. Mais tarde, veículos automatizados ou controlados remotamente poderão instalar os painéis solares para abastecer laboratórios ou bases exploratórias.
[Imagem: Sercan Özen]

Vidro lunar

Na verdade, o objetivo fundamental da equipe é substituir o vidro feito na Terra por vidro feito de regolito lunar - os detritos soltos e rochosos da superfície da lua.

"Nossa abordagem utiliza o regolito disponível na Lua para fabricar vidro lunar, que serve como substrato e encapsulamento para fabricar células e módulos solares de vidro lunar/perovskita resilientes. Com absorvedores de perovskita ultrafinos e tolerantes a defeitos, isso requer fornecimento mínimo de material da Terra e é escalável para produzir células solares na Lua com equipamento mínimo, processos de fabricação resilientes e menores tempos de retorno de energia," detalhou a equipe.

Segundo os cálculos dos pesquisadores, só seria necessário levar 1 kg de perovskita para fabricar 400 m² de painéis solares.

Para testar a ideia, eles fundiram uma substância projetada para simular a poeira lunar, criando o que eles chamam de "vidro lunar", e então usaram-no para fabricar as células solares usando a perovskita. Não ficou tão transparente quanto um vidro terrestre, mas a equipe acredita que poderá melhorar a técnica, o que ajudará a obter eficiências maiores das células solares, eventualmente alcançando os 26% obtidos aqui na Terra.

Uma das grandes vantagens é que fabricar o vidro lunar é surpreendentemente simples, dispensando sobretudo qualquer necessidade de purificação do regolito. Lá na Lua, mesmo a luz solar concentrada por lentes será capaz de fornecer as temperaturas necessárias para derreter o regolito lunar em vidro.

Mas ainda há vários desafios a vencer: A gravidade mais baixa da Lua pode mudar o formato do vidro lunar conforme ele resfria; os solventes usados para processar a perovskita não funcionam no vácuo da lua; e grandes oscilações de temperatura podem ameaçar a estabilidade dos painéis solares lunares. Neste último quesito, para descobrir se suas células solares de poeira lunar são realmente viáveis, a equipe espera lançar um experimento em pequena escala para testá-las em condições reais na Lua.

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