Vedci váhajú nad tým, či by mala byť solárna alebo jadrová energia preferovaným zdrojom energie pre malé tímy navštevujúce povrch Marsu. Nový výskum naznačuje, že obe možnosti sú dobré, pričom rozhodujúcim faktorom je geografická poloha.
výskumníkov Porovnanie dvoch rôznych mocností –Generovanie alternatív pre cestu na Mars s posádkou: jadrová energia zo solárnych článkov a malých štiepnych reaktorov. Množstvo hmotnosti potrebnej na výrobu každého riešenia, alebo „nosná hmotnosť“, bolo dôležitým faktorom, pretože misie na Mars sa snažia zabaliť čo najefektívnejším spôsobom. výsledokDnes publikované v Frontiers in Astronomy and Space Sciences, naznačujú Obe možnosti sú životaschopné, ale s dôležitým upozornením súvisiacim s geografiou.
„Hlavným výsledkom bolo, že to, ktorý z nich ‚vyhrá‘, závisí od polohy na Marse,“ vysvetlil v e-maile spoluautor štúdie Anthony Abel, výskumník z Katedry chemického inžinierstva na UC Berkeley a spoluautor štúdie. „Celkový výsledok bol taký, že v blízkosti rovníka bolo Slnko lepšie ako jadrové, zatiaľ čo v blízkosti pólov bol atóm lepší ako Slnko.“
To je dobrá informácia, pretože môže mať významný vplyv na typ power-gPostaviť prístroje, ktoré by každá budúca misia chcela priniesť na Mars. NASA by to mala vziať na vedomie, keďže vesmírna agentúra plánuje vyslať na planétu prvú misiu s posádkou koncom 30. alebo začiatkom 40. rokov 20. storočia. To znamená, že tieto zistenia sú typické pre šesťčlennú posádku. 480-dňová misia na povrch Marsu (prvá misia pravdepodobne nebude trvať dlhšie ako 30 dní), ale vedci tvrdia, že ich výsledky by mohli hovoriť o ešte väčších a dlhších misiách, vrátane stálych kolónií. Aaron Berliner z Katedry jadrového inžinierstva UC Berkeley je spoluautorom štúdie.
Budúci prieskumníci budú potrebovať elektrinu na podporu svojich pozemných misií. Spolu s výrobou tepla, kyslíka a čistej pitnej vody by táto energia bola potrebná Na napájanie ešte pokročilejších činností, ako sú LED diódy Orezať a žiariť na 3D tlačiarňach, aby ste získali užitočné časti. Abel a Berliner, ako členovia Centra pre využitie biologického inžinierstva vo vesmíre (CUBES), sa o túto tému skutočne zaujímajú, pretože ich predstavy by sa spoliehali na trvalú silu vykonávať prácu, ako je schopnosť vyrábať plasty. Na použitie mikróbov a liečiv. Abel a Berliner chceli vedieť, ako najlepšie napájať svoje budúce vesmírne systémy, a viedli novú štúdiu.
„Vedeli sme, že rovery boli v minulosti poháňané buď solárnymi článkami, alebo jadrovými generátormi a solárne aj jadrové boli navrhnuté pre misie s posádkou na Mars,“ povedal mi Abel. „Jadrové generátory budú fungovať viac-menej rovnako bez ohľadu na to, kde sa nachádzate, ale solárne články budú fungovať úplne inak, pretože slnečné svetlo je zdrojom energie.“
Kontinuita atómu a jemnosť slnečnej energie viedli niektorých odborníkov k názoru, že jadrová energia môže byť inteligentnejšou a spoľahlivejšou možnosťou. V skutočnosti, pokiaľ ide o výrobu solárnej energie na Červenej planéte, je potrebné zvážiť veľa faktorov. Mars, fa. napriek tomu, že jeČím ďalej od Slnka, tým je chladnejšia, prašnejšia a suchšia ako Zem. Abel a Berliner museli vziať do úvahy tieto faktory, vypočítať zmeny v intenzite Slnka, zmapovať povrchové teploty a analyzovať spôsob, akým plyny a častice na Marse absorbujú a rozptyľujú svetlo. ovplyvniť na kapacita solárnych článkov na výrobu elektriny.
Abel povedal: „Preto musíme modelovať atmosféru Marsu, aby sme zistili, koľko svetla dopadne na naše solárne články, a potom modelovať solárne články, aby sme zistili, koľko energie vygenerujú.“ „Slnko tiež zapadá každý deň, takže pri používaní solárnej energie musíte prísť na to, ako uložiť energiu, aby ste v noci „udržali svetlá“.
Vyzbrojený týmito údajmi potom tím vypočítal rôzne energetické riešenia, ako aj hmotnosť – „množstvo vecí, ktoré by sme potrebovali doniesť zo Zeme na Mars,“ povedal Abel a dodal, že „menej je lepšie“. To viedlo tím k záveru, že slnečná energia funguje lepšie v blízkosti rovníka, zatiaľ čo jadrová energia má väčší zmysel v blízkosti pólov.
V skutočnosti, zatiaľ čo miniatúrne jadrové štiepne zariadenie funguje podobne bez ohľadu na zvolené miesto na Marse, to isté nemožno povedať o slnečnom. Fotovoltaické pole, ktoré využíva stlačený vodík na skladovanie energie, malo podľa výpočtov prepravnú hmotnosť 8,3 tony na marťanskom rovníku v porovnaní s 9,5 tonami pre rovnakú jadrovú možnosť. Ale keďže účinnosť slnečnej energie klesá so vzdialenosťou od rovníka, naši neohrození prieskumníci budú musieť zbaliť 22 ton materiálu, aby postavili rovnako efektívne pole solárnej energie na póloch Marsu. a budúce eprieskumník samozrejme mať rád navštíviť pólypretože tieto oblasti pravdepodobne budú Cenný vodný ľad.
„Primárnym meradlom výskumu je, že „slnko aj jadrová energia môže zvládnuť túto úlohu, ale závisí to od toho, kde pristanete, koľko ľudí pôjde a ako uskladníte energiu,“ povedal Abel. Povrch Marsu je zhruba rozdelený na stredná, pokiaľ ide o to, či solárna alebo nukleárna energia by bola ideálna možnosť energie. Pokiaľ ide o skladovanie energie, tím zistil, že odoberanie dodatočnej elektriny a jej použitie na premenu molekúl vody na vodík a najlepšie by bolo rozdeliť ju na kyslík.,
„Tieto plyny sa dajú ľahko skladovať v nádržiach až do noci, Keď solárne panely nevyrábajú energiu. Potom použijeme palivový článok na premenu energie uloženej v týchto plynoch späť na elektrinu, regenerujúcu vodu,“ povedal mi Abel. „Pravdepodobne ste už počuli o autobusoch s palivovými článkami, ktoré sa spoliehajú na rovnakú technológiu na pohon svojich motorov.“
Spýtal som sa Abela, či by sa tieto zistenia dali preniesť na misie na Mars, ktoré trvajú viac ako 480 dní a zahŕňajú viac ako šesť ľudí.
„Veci budú trochu iné pre väčšie misie alebo kolóniu,“ odpovedal. „Keďže biotopy budú väčšie, budú potrebovať viac elektriny, takže aj váš systém na výrobu energie bude musieť byť väčší. Pokiaľ ide o solárnu energiu, váš systém skladovania energie bude tiež musieť byť väčší, čo môže mierne poškodiť solárne.“
To znamená, že Abel verí, že tieto zistenia by sa mohli dobre preniesť na iné typy misií. Po výbere miesta pristátia a zvolení počtu členov posádky môžu plánovači misie „použiť naše výpočty na určenie, či by vzhľadom na veľkosť misie bolo vhodnejšie jadrové alebo solárne miesto ako toto miesto“.
Podľa Abela by solárna energia bola lepšou voľbou pre misie do krátera Jezero, miesta pristátia roveru NASA Perseverance, zatiaľ čo jadrová by bola lepšou voľbou v Utopia Planitia, kde pristál rover Viking 2. Tieto výsledky sa „môžu zmeniť pri väčších misiách, ale je oveľa jednoduchšie zopakovať výpočty pre rôzne veľkosti misií, keď teraz vieme odhadnúť, koľko energie by solárne články mohli generovať na mieste na Marse,“ povedal.
Pri pohľade do budúcnosti bude tím pracovať na tom, aby určil, koľko jedla, liekov a iných zdrojov bude potrebovať pozemná posádka Marsu a koľko a aké typy solárnych panelov budú na podporu týchto potrieb. oni Očakáva sa tiež, že navrhnú plány misií, ktoré berú do úvahy jasnejšie dni alebo letné mesiace počas tohto obdobia. prieskumník Marsu cMôže uchovávať prísady na použitie počas zimyKeď je slnečné svetlo menej intenzívne.
