Ich habe mich gefragt, ob eine Basis auf dem Mars allein mit Solarenergie betrieben werden könnte? Da der Mars weiter von der Sonne entfernt ist, würde das nicht einen geringeren Wirkungsgrad bedeuten, wodurch Solar nicht skalierbar wäre? Nehmen wir eine Basis von der Größe der Amundsen-Station in der Antarktis an, vielleicht ein paar hundert Leute.
Nun, wir wissen nicht wirklich, wie viel Energie eine Marsbasis benötigen würde, aber wir können einige grobe Schätzungen anstellen. Stützpunkte wie McMurdo und Mawson haben eine Leistungskapazität von mehreren hundert bis mehreren tausend Kilowatt. Jetzt reden wir über eine Marsbasis, vermutlich brauchen wir etwas mehr Energie als das. Lassen Sie uns schätzen, dass Mars Base One 10.000 Kilowatt Leistung benötigt.
Ein durchschnittliches Solarmodul hat einen Wirkungsgrad von ~ 20 % . Einige können bis zu 25 % oder 35 % erreichen , aber die meisten liegen in den 20er Jahren, also sagen wir, dass unsere Solarmodule einen Wirkungsgrad von 20 % haben. (Hoffentlich haben wir bis zum Start zum Mars einige noch bessere Solarmodule).
Der Mars erhält einen Fluss von ~593 W/m von der Sonne.
Wir können eine schnelle Berechnung durchführen , um herauszufinden, wie viel Strom unsere Solarmodule abgeben werden:
300.000m , oder 0,3 km .
Was unglaublich groß ist. Ein Fußballfeld ist ~5000 m groß , also müssten wir eine Gesamtsammelfläche von 60 Fußballfeldern haben. Wenn wir unseren Stromverbrauch irgendwie auf ~100 kW senken könnten, könnten wir mit einem einzigen Fußballfeld aus Solarmodulen davonkommen, das immer noch viel zu teuer ist, um es in den Weltraum zu heben.
Wir können mit der Verwendung von Sonnenkollektoren für unsere kleinen Rover davonkommen, da sie nur eine geringe Menge an Strom benötigen , die ihre Sonnenkollektoren liefern können. Wir müssen also die Effizienz unserer Photovoltaikanlagen erhöhen, die benötigte Energiemenge verringern oder andere Energiequellen (wie Atomkraft – die beste Form der Stromerzeugung im Weltraum) erforschen.
Ich habe nicht den Ruf, die Antwort von Phiteros zu kommentieren, aber ich möchte hinzufügen, dass das Wetter eine große Einschränkung für Sonnenkollektoren auf dem Mars ist . Der Mars hat nicht viel Atmosphäre, aber was er hat, ist ziemlich turbulent. Staubstürme sind häufig und blockieren häufig die Sonne. Darüber hinaus gelangt Staub auf die Solarmodule und blockiert deren Effizienz noch mehr. Phiteros deckte dies irgendwie mit dem Leistungsverhältnis ab, aber dieses Verhältnis änderte sich je nach Wetter dramatisch. Sie benötigen also sehr gute Batterien, um Stürme zu überstehen, zumal sie bis zu einem Monat halten können.
In Wirklichkeit ist es jedoch sehr wahrscheinlich, dass eine zukünftige Marsbasis zusätzlich zu den Solarmodulen eine Art Reaktor haben wird.
Weltraumgestützte Solarenergie (SBSP) ist möglicherweise eine Option für den Mars. Es wurde für die Erde in Betracht gezogen, aber finanzielle und geopolitische Bedenken waren ein Hindernis. Diese Bedenken sind möglicherweise weniger relevant für die Größenordnung, über die wir bei Mars sprechen. Der Vorteil von SBSP auf dem Mars besteht darin, dass Sie (abhängig von der Anzahl der Kollektoren und der Orbitalkonfiguration) eine konstante Leistungssammlung haben können. Sie vermeiden das Staubproblem. Strom kann praktisch überall auf den Mars gestrahlt werden.
Das Budget könnte wohl gerechtfertigt sein und die Technologie ist solide. Der Hauptschwierigkeitsbereich besteht derzeit darin, dass der Stand der Orbitalfertigung noch nicht ganz den Punkt erreicht hat, der dafür am besten geeignet wäre. In dieser Hinsicht könnte die optimale Lösung der Asteroidenabbau sein, der immer noch streng konzeptionell ist (wenn auch ein hochinteressantes Gebiet).
Für mehr Informationen:
Solarenergie könnte eine Marsbasis mit Strom versorgen, aber dazu wäre eine sehr große Solaranlage erforderlich. Eine Möglichkeit, dies abzumildern, wäre die Verwendung einer orbitalen Solaranlage, die die von diesen Modulen bereitgestellte effektive Leistung verdoppeln würde. Die schlimmsten Auswirkungen von Staubstürmen könnten auch minimiert werden, indem eine geeignete Energieübertragungsfrequenz zur Oberfläche ausgewählt wird
Außerdem wäre ein Mars-Solarsatellit in der umgekehrten Situation wie einer im Erdorbit. Die Paneele müssten vor der Landung in der Marsumlaufbahn ankommen, während auf der Erde eine ernsthafte Strafe für den Start in die Umlaufbahn auferlegt wird. Zweifellos wird es in absehbarer Zeit möglich sein, Sonnenkollektoren auf dem Mars zu bauen, jedoch ist dies auf absehbare Zeit unwahrscheinlich.
Ungeachtet der orbitalen Solarenergie oder anderer Energiesparmaßnahmen wäre immer noch eine sehr große Anordnung erforderlich, sodass sichergestellt werden müsste, dass die Kosten für das Senden der Nutzlast zum Mars minimiert werden, um dies zu einem praktikablen Vorschlag zu machen.
Aber der Elefant im Raum, wenn es um Energie auf dem Mars geht, ist die Notwendigkeit, große Mengen an Treibmitteln auf der Oberfläche zu erzeugen, was sehr energieintensiv wäre und wahrscheinlich die Anforderungen der Menschen übersteigen würde, die auf einer kleinen Basis leben.
Längerfristig müsste der Energiebedarf einer Marsbasis wahrscheinlich durch Atomkraft oder noch besser, wenn praktikabel, durch Geothermie ergänzt werden.
Benutzer687