انرژی خورشیدی برای سفر به مریخ کارایی بهتری نسبت به انرژی هسته‌ای دارد

۸ اردیبهشت ۱۴۰۱ | ۱۰:۳۰ ۸ اردیبهشت ۱۴۰۱ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۳ دقیقه
طرحی گرافیکی از یک مأموریت سرنشین‌دار به مریخ

یک مطالعه‌ی تازه نشان می‌دهد که انرژی خورشیدی برای مأموریت‌های سرنشین‌دار مریخی در نزدیکی استوای این سیاره گزینه‌ی بهتری نسبت به انرژی هسته‌ای خواهد بود.

بر اساس مقاله‌ای که ۲۷ آوریل (۷ اردیبهشت) در نشریه‌ی «فرانتیرز این استرونومی اند اسپیس ساینسز» (Frontiers in Astronomy and Space Sciences) منتشر شد، پژوهشگران دریافته‌اند که یک مأموریت شش نفره به سیاره‌ی سرخ می‌تواند به اندازه‌ی کافی از سیستم‌های فتوولتاییک نیرو بگیرد.

یافته‌ای که ترتیب به دهه‌ها تحقیق درباره‌ مزایای انرژی خورشیدی که توسط کاوشگران رباتیک مریخ ناسا مانند «روح» (Spirit) و «فرصت» (Opportunity) و فرودگر «این‌سایت» (InSight) استفاده می‌شود، اضافه کند.

«برلینر» (Berliner) و نویسنده‌ی همکار او «آنتونی آبل» (Aaron Berliner) دانشجوی دکترای مهندسی شیمی و بیومولکولی از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و اعضای «مرکز پیاده‌سازی مهندسی زیستی در فضا» (Center for the Utilization of Biological Engineering in Space) یا «کیوبز» (CUBES) این مقاله را پیش برده‌اند.

نویسندگان مطالعه خاطرنشان کردند که انسان‌ها می‌توانند صفحات خورشیدی را در محل تمیز و از مشکل تجمع گردوغبار که سال‌ها فضاپیماهای مریخ را گرفتار کرده است، جلوگیری کنند. برای نمونه یک طوفان گردوغبار شدید در سال ۲۰۱۸ باعث شد مأموریت فرصت پایان یابد.

مدل‌سازی این تیم نشان می‌دهد که تا زمانی که مأموریت سرنشین‌دار در نزدیکی استوای غنی از نور خورشید مریخ قرار داشته باشد، معیارهای شدت خورشید و دمای سطح، از نظر جرم مورد نیاز و انرژی تولید شده، نسبت به یک سیستم شکافت هسته‌ای، برتری دارند. قطب‌های مریخ اما محیط سخت‌تری برای تحمل فضانوردان خواهند بود زیرا با نور خورشید کمتر و نوسانات دمایی بیشتر از مناطق استوایی همراه هستند.

بنابراین به گفته‌ی «آرون برلینر» (Aaron Berliner) پژوهشگر مهندسی زیستی آزمایشگاه آرکین دانشگاه کالیفرنیا، برکلی «نزدیک استوا انرژی خورشیدی پیروز می‌شود اما در نزدیکی قطب‌ها برتری با انرژی هسته‌ای است.»

صفحات خورشیدی در مریخ زیر گردوغبار قرار می‌گیرند

با وجود نشستن گردوغبار روی صفحات خورشیدی، در مأموریت‌های سرنشین‌دار به استوای مریخ، این یک گزینه‌ی مطلوب برای تأمین انرژی است.
Credit: NASA/JPL-Caltech

این مطالعه نه تنها جرم و انرژی دو سیستم خورشیدی و هسته‌ای، بلکه شرایط محیطی مانند شیوه‌ی جذب یا پراکندگی نور گازها و ذرات موجود در جو را هم درنظر گرفته است. هدف این پژوهش این بوده است که درک بهتری از میزان تشعشعات خورشیدی به سطح مریخ و سپس شناسایی بهترین مکان برای استقرار آرایه‌های خورشیدی صورت بگیرد.

آرایه‌های خورشیدی از الکتریسیته برای تقسیم مولکول‌های آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده می‌کنند و هیدروژن برای ذخیره در مخازن، تحت فشار قرار می‌گیرد. بعدا هیدروژن در پیل‌های سوختی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌شود. هیدروژن غیرضروری را هم می‌توان تغییر کاربری داد و به تولید آمونیاک برای بارور کردن گیاهان کمک کرد؛ البته تا زمانی که مشابه آنچه در زمین انجام می‌شود، هیدروژن با نیتروژن ترکیب شود.

به گفته‌ی پژوهشگران، فناوری‌های دیگری مانند الکترولیز آب برای ایجاد هیدروژن و پیل‌های سوختی هیدروژن هم ممکن است در مریخ استفاده شوند. این سیستم‌ها معمولا روی زمین پرهزینه هستند اما می‌توانند در سطح سیاره‌ی سرخ بازی را تغییر دهند زیرا در مریخ همه چیز یا باید با هزینه‌های سنگین از سیاره‌ی خودمان حمل شود و یا از منابع موجود در محل تولید شود.

برلینر خاطرنشان کردند: «وضعیت انرژی خورشیدی با کاری که هم‌اکنون در CUBES انجام می‌شود، هم‌سو است. هدف این گروه مهندسی، میکروب‌هایی است که می‌توانند از کربن دی‌اکسید و هیدروژن پلاستیک و از کربن دی‌اکسید و نور خورشید، مواد دارویی تولید کنند. اما چون این مقاله‌ی تازه هزینه‌ای هم برای برق و هیدروژن در مریخ به دنبال دارد، پژوهشگران قصد دارند از آن برای توسعه‌ی بیشتری زیست‌فناوری CUBES استفاده کنند.

برلینر گفت: «انتظار می‌رود که در نهایت یک مدل کامل از سیستم با همه‌ی اجزای موجود ساخته شود که به‌عنوان کمکی به برنامه‌ریزی یک مأموریت به مریخ، ارزیابی هزینه-فایده، شناسایی خطرات و ارائه‌ی استراتژی‌های کاهش اثرات نامطلوب پیش یا هنگام مأموریت عمل خواهد کرد.»

عکس کاور: طرحی گرافیکی از یک مأموریت سرنشین‌دار به مریخ
Credit: NASA

منابع: Space, Gizmodo

برچسب‌ها :
دیدگاه شما

یک دیدگاه
  1. Avatar مهمان

    یه پمپ باد هم باید ببرند برای تمیز کردن گرد و خاک !