近日，國家重大科技基礎設施“空間環境地面模擬裝置”地外天體環境物理與探測團隊在月球永久陰影區鐳射供能領域取得重要進展，于《航空航天科學進展》發表綜述論文《面向月球探測的月表鐳射無線能量傳輸：前景、挑戰與展望》。文章圍繞月球永久陰影區探測裝備能源保障，系統梳理月表鐳射無線功率傳輸的關鍵科學問題與工程實現路徑。
月表多鐳射站為永久陰影區探測裝備供能概念
月球南極永久陰影區蘊藏著水冰等寶貴資源，但由於長期無太陽直射、超低溫（低至零下230攝氏度）和複雜地形遮擋，傳統太陽能供能方式難以滿足探測裝備持續運行需求。針對這一極端環境挑戰，團隊利用國家航天局第十批月球科研樣品，研究彌散月塵對鐳射傳輸的散射、吸收及熱效應影響機理，揭示不同粒徑、濃度月塵條件下的鐳射能量衰減規律，並提出抗月塵污染的接收端防護策略。
研究發現，近地表月塵可導致鐳射衰減超過20dB/km，將接收端抬升至2m以上可大幅降低損耗。同時，研究分析超低溫對光電轉換效率的衰減效應以及地形遮擋導致的鏈路中斷風險。
論文系統分析月塵、低溫、地形對鐳射傳能的耦合作用，建立綜合環境衰減模型，破解極端環境制約，為鐳射傳能系統在月面的長期可靠運行提供重要理論依據。團隊進一步提出地形感知網絡優化框架，系統分析複雜地形、供能覆蓋、鏈路連通性與系統成本之間的耦合關係，將鐳射供能由傳統單鏈路分析提升至多站點協同與系統級優化層面。
針對未來月球極區任務，團隊定義三種典型場景——固定站、移動巡視車和工業級原位資源利用廠，並分別給出量化的鏈路設計導則，為月面分佈式能源網絡構建和永久陰影區探測裝備的連續供能提供全新的技術路徑。
哈爾濱工業大學為論文署名單位，該校航天學院碩士研究生田夢凡為論文第一作者，鐳射空間信息全國重點實驗室研究員郭朋真、空間環境與物質科學研究院研究員李麗芳為論文共同通訊作者。機電工程學院鄧宗全院士對研究予以重要指導，機電工程學院教授劉榮強、博士研究生張彥龍，航天學院碩士研究生余梁民等參與相關研究工作。（記者 趙一諾）
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