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研究显示太阳能可能比核能更适合为火星定居点供电

2022-04-29 08:19 · 稿源: cnbeta

根据加州大学伯克利分校科学家的新研究,目前太阳能电池技术的高效率、轻量级和灵活性意味着光伏技术可以提供长期考察火星所需的所有电力,甚至可以在红色星球上建立永久定居点。

大多数考虑过在火星表面生活的物流的科学家和工程师都认为核电是最好的选择,这在很大程度上是由于它的可靠性和全天候的运行。在过去的十年中,微型千瓦核裂变反应堆已经改进到美国国家航空航天局认为它们是一种安全、高效和丰富的能源,也是未来机器人和人类探索的关键。

另一方面,太阳能必须储存起来以便在夜间使用,在火星上持续的时间与地球上的时间差不多。而且,覆盖在火星上的一切的持续的红色灰尘会限制太阳能电池板的发电量。在2019年火星上的一场大规模沙尘暴之后,美国宇航局近15年的"机遇号"火星车停止工作,该车由太阳能电池板供电。

这项新的研究于2022年4月27日发表在《天文学和空间科学前沿》杂志上,它使用了一种系统方法来实际比较这两种技术在六人延长火星任务中的正面表现,包括在火星表面停留480天然后返回地球。这是最有可能出现的情况,即减少两颗行星之间的运输时间,并将在火星表面的时间延长到30天以上的任务。

他们的分析发现,对于超过近一半火星表面的定居地来说,如果考虑到太阳能电池板的重量及其效率,太阳能与核电相当或更好,只要白天的一些能量被用来生产氢气,以便在夜间或沙暴期间用于燃料电池为营地供电。

光伏发电加上分子氢中的某些储能配置,在地球表面的50%以上,主要是在赤道带周围的那些区域内胜过核聚变反应堆,这与文献中反复提出的将是核电的观点形成了相当鲜明的对比。前往火星的宇航员将需要尽量减少他们从地球上携带的电源系统的重量。如果他们计划的定居地点在这张平整的火星地图上的黄色区域,那么光伏发电将是最佳选择。

这项研究为火星殖民提供了一个新的视角,并为决定在规划前往其他行星或卫星的载人任务时部署哪些其他技术提供了一个路线图。

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