Energi angin dapat menggerakkan tempat tinggal manusia di Mars

Energi angin dapat membantu menggerakkan misi manusia di Mars, menurut sebuah penelitian yang menggunakan Model Iklim Global NASA Ames Mars untuk menghitung variabilitas jangka pendek dan musiman tenaga angin yang akan dihasilkan oleh turbin angin di Planet Merah. Dipimpin oleh NASA Victoria Hartwick, tim peneliti menyarankan bahwa angin dapat memasok energi yang cukup dengan sendirinya atau digunakan bersamaan dengan tenaga surya atau nuklir.

Keberhasilan misi berawak ke Mars akan bergantung pada banyak faktor, termasuk pemilihan lokasi. Studi sebelumnya tentang kelayakan lokasi berfokus pada akses ke sumber daya fisik termasuk ketersediaan air atau tempat berlindung dan belum tentu memperhitungkan kemampuan pembangkit energi dari lokasi potensial. Meskipun telah ada banyak penelitian tentang energi matahari dan nuklir sebagai sumber energi Mars, tenaga nuklir memiliki potensi risiko manusia dan model tata surya saat ini tidak memiliki kemampuan penyimpanan energi untuk mengkompensasi siang/malam (diurnal) dan variasi musiman dalam pembangkitan. Oleh karena itu, bijaksana untuk mempertimbangkan sumber alternatif seperti angin untuk produksi energi yang stabil.

Kurang bertenaga, tapi tetap berguna

Tenaga angin paling efisien ketika atmosfernya tebal, tetapi kerapatan atmosfer Mars yang rendah berarti bahwa angin di planet tersebut menghasilkan kekuatan yang jauh lebih sedikit daripada angin di Bumi. Karena alasan ini, angin Mars belum dianggap sebagai sumber energi yang layak. Hartwick dan rekan telah menantang asumsi ini dan menunjukkan bahwa fluktuasi diurnal dan musiman energi matahari dapat dikompensasi oleh energi angin. Hartwick mengatakan bahwa mereka "terkejut menemukan bahwa, meskipun atmosfer Mars tipis, angin masih cukup kuat untuk menghasilkan tenaga di sebagian besar permukaan Mars".

Studi tersebut menunjukkan bahwa angin dapat bekerja dalam kombinasi dengan sumber energi lain seperti matahari untuk meningkatkan pembangkit listrik. Ini bisa sangat membantu selama badai debu lokal dan global, ketika tenaga surya berkurang dan tenaga angin yang tersedia meningkat. Angin juga akan menjadi sumber daya yang berguna di malam hari dan sekitar titik balik matahari musim dingin.

Sistem gabungan

Tim melihat sistem generasi hipotetis yang terdiri dari panel surya dan turbin angin Enercon E33. Yang terakhir adalah sistem berukuran sedang yang tersedia secara komersial yang memiliki diameter rotor 33 m dan memiliki output daya 330 kW di Bumi. Hartwick dan rekan menghitung bahwa turbin dapat beroperasi dengan keluaran daya operasional rata-rata sekitar 10 kW di Mars

Perhitungan tim menunjukkan bahwa turbin akan meningkatkan persentase waktu daya dari sistem gabungan melebihi 24 kW dari 40% (solar array saja) menjadi 60-90% (solar plus angin). Nilai 24 kW signifikan karena dianggap sebagai kebutuhan daya minimum untuk mendukung misi enam awak.

Meskipun penelitian menunjukkan bahwa pembangkitan angin dimungkinkan, itu hanya akan berguna jika dapat dilakukan di lokasi di Mars yang cocok untuk tempat tinggal manusia. Pekerjaan sebelumnya mempertimbangkan geologi, potensi sumber daya, dan keterbatasan teknik untuk mengevaluasi lokasi pendaratan. Dengan menggunakan kriteria ini, Studi Lokasi Pendaratan Manusia NASA telah mengidentifikasi 50 wilayah potensial yang diminati. Studi ini tidak mempertimbangkan ketersediaan energi regional di luar pertimbangan garis lintang dan naungan sederhana untuk matahari. Oleh karena itu Hartwick percaya bahwa tenaga angin dapat memungkinkan lebih banyak wilayah dipertimbangkan untuk eksplorasi dan pemukiman.

Lebih banyak peluang

“Dengan memanfaatkan angin dalam kombinasi dengan sumber energi lainnya,” kata Hartwick, “mungkin untuk mengakses beberapa wilayah di planet ini yang sebelumnya diabaikan, misalnya, garis lintang tengah Mars dan wilayah kutub yang secara ilmiah menarik dan lebih dekat dengan wilayah penting. reservoir es air bawah permukaan. Situs-situs ini tidak akan layak dengan tenaga surya sebagai sumber energi utama.

Hartwick menyarankan bahwa stabilitas adalah pertimbangan paling penting untuk menggerakkan misi berawak ke Mars di masa depan – banyak daya tanpa gangguan harus dihasilkan. Menggunakan kombinasi turbin angin dan susunan surya dapat memungkinkan misi untuk ditempatkan di sebagian besar planet ini.

Tenaga angin juga bisa merevolusi cara manusia mendapatkan energi di tempat lain di tata surya. Hartwick mengatakan dia “sangat tertarik untuk melihat potensi kekuatan di bulan seperti Titan, yang memiliki atmosfer sangat tebal tetapi dingin”. Meskipun demikian, masih ada pekerjaan interdisipliner yang harus dilakukan – terutama dari sudut pandang kedirgantaraan dan teknik – untuk menentukan efisiensi operasional dan kelayakan teknis.

Turbin yang berbeda

Sementara bagian utama dari penelitian berfokus pada Enercon E33, tim juga melihat berbagai ukuran turbin mulai dari mikroturbin yang digunakan untuk kebutuhan listrik keluarga tunggal hingga turbin standar industri 5 MW (di Bumi), dan banyak lagi. Penggunaan sistem tersebut dapat bervariasi dari menyediakan energi untuk habitat permukaan dan sistem pendukung kehidupan hingga pemeliharaan peralatan ilmiah. Faktor lain yang harus dipertimbangkan adalah mengangkut turbin angin dan material terkait ke Mars – sebuah proses yang harus meminimalkan massa yang dikirim melalui ruang antarplanet. Sementara transportasi ini harus menyertakan peralatan penggalian, ada beberapa saran bahwa tanah Mars dapat digunakan sebagai pengganti beton yang digunakan untuk melabuhkan turbin di Bumi.

Jalan panjang menuju Mars

Karena lebih banyak lokasi pendaratan Mars yang potensial diidentifikasi, studi di masa depan dapat melibatkan simulasi resolusi tinggi dengan tujuan untuk lebih memahami bagaimana kondisi topografi dan permukaan tertentu memengaruhi angin. Ini bisa mengubah kemampuan operasi ruang angkasa di masa depan. Hartwick mengatakan bahwa ini "benar-benar standar emas ketika kita mempertimbangkan kebutuhan energi untuk misi manusia potensial ke Mars."

Penelitian tersebut dijelaskan dalam Astronomi Alam.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/wind-energy-could-power-human-habitations-on-mars/