Солнечные батареи могут быть эффективнее ядерных установок на Марсе
Группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли провела исследование о том, насколько эффективно использование солнечной энергетики на Марсе в будущих поселениях по сравнению с ядерными установками, которые считаются сейчас более предпочтительными для длительных экспедиций. Расчет производился, исходя из необходимости в обеспечении энергией для различных целей экспедиции из шести человек с пребыванием на Марсе в течение 480 дней. Это наиболее вероятный сценарий реализации долгосрочной миссии на Красную планету с учетом оптимальных пусковых окон при существующих технологиях перелетов.
В расчетах использовался системный подход, учитывающий сразу много факторов: от угроз пылевых бурь и интенсивности солнечного излучения до необходимости использования энергии на нужды биопроизводства, выработки ракетного топлива, химических материалов и других. В результате выяснилось, что примерно для половины территории Марса эффективнее будет использование солнечной энергетики, а не ядерной. Даже с учетом того, что часть энергии в случае использования солнечных батарей придется тратить на производство водородного топлива для поддержания работы систем ночью или во время сильных пылевых бурь.
«Фотоэлектрическое производство энергии в сочетании с определенными конфигурациями хранения энергии в виде водородного топлива превосходит ядерные установки для более чем половины территории Марса – от экватора и выше, что довольно сильно контрастирует с распространенными мнениями относительно перспектив солнечной и ядерной энергетики для длительных марсианских экспедиций», - сказал ведущий автор исследования Аарон Берлинер.
Исследование дает новый взгляд на проведение таких экспедиций и дает определенные ориентиры для планирования и принятия решений относительно того, какие технологии необходимо применить при полетах людей на Марс. Одним из главных ограничений будет масса, которую необходимо доставить на Марс.
Сравнивалась ядерная установка Kilopower, которая разрабатывается NASA с партнерами для Луны и Марса, а также современные солнечные панели с двумя разными методами производства водородного топлива. Лучший результат показали солнечные панели с производством водородного топлива путем электролиза. Эта методика оказалась более конкурентоспособной в пересчете на килограмм полезной нагрузки. Например, для базы вблизи экватора ядерная установка массой 9,5 тонны выработает столько же электроэнергии за единицу времени, сколько система из солнечных панелей и водородного топлива массой около 8,3 тонны.
При масштабировании эта разница будет только больше, а освободившееся пространство для полезной нагрузки можно занять сырьем или дублирующими компонентами энергосистем. Модель также просчитывает, на какой широте эффективность двух установок равна, а на каких уже ядерные превосходят солнечные.
#Mars@nasa_vk #Марс@nasa_vk #Kilopower@nasa_vk
