אנרגיית הרוח עשויה להפעיל מגורים אנושיים על מאדים

אנרגיית רוח יכולה לסייע בהפעלת משימות אנושיות על מאדים, על פי מחקר שהשתמש במודל האקלים הגלובלי של איימס מאדים של נאס"א כדי לחשב את השונות קצרת הטווח והעונתית של כוח הרוח שייווצרו על ידי טורבינות רוח על הכוכב האדום. בראשות נאס"א ויקטוריה הרטוויק, צוות המחקר מציע שהרוח יכולה לספק מספיק אנרגיה בעצמה או לשמש בשילוב עם אנרגיה סולארית או גרעינית.

הצלחתה של משימת צוות למאדים תסתמך על גורמים רבים כולל בחירת אתר. מחקרים קודמים על כדאיות האתר התמקדו בגישה למשאבים פיזיים כולל זמינות מים או מחסה ולא בהכרח הסבירו את יכולות ייצור האנרגיה של מיקומים פוטנציאליים. אמנם יש הרבה מחקרים על אנרגיה סולארית ואנרגיה גרעינית כמקורות אנרגיה של מאדים, אבל הכוח הגרעיני טומן בחובו סיכונים אנושיים פוטנציאליים ולמודלים הנוכחיים של מערכות סולאריות אין יכולת אגירת אנרגיה כדי לפצות על שינויי יום/לילה (יומי) ועונתיים. לכן, זה נבון לשקול מקור חלופי כמו רוח לייצור אנרגיה יציב.

פחות כוחני, אבל עדיין שימושי

כוח הרוח הוא היעיל ביותר כאשר האטמוספרות עבות, אך צפיפות האטמוספירה הנמוכה של מאדים פירושה שהרוח על הפלנטה מייצרת פחות כוח באופן משמעותי מהרוח על כדור הארץ. מסיבה זו, רוח המאדים לא נתפסה כמשאב אנרגיה בר-קיימא. הרטוויק ועמיתיו ערערו על הנחה זו והראו שניתן לפצות על תנודות יומיות ועונתיות באנרגיה סולארית באמצעות אנרגיית רוח. הרטוויק אומר שהם "הופתעו לגלות שלמרות האטמוספירה הדקה של מאדים, הרוחות עדיין חזקות מספיק כדי לייצר כוח על פני חלקים גדולים של פני השטח של מאדים".

המחקר מצביע על כך שרוח יכולה לעבוד בשילוב עם משאבי אנרגיה אחרים כגון שמש כדי להגביר את ייצור החשמל. זה יכול להיות מועיל במיוחד במהלך סופות אבק מקומיות ועולמיות, כאשר האנרגיה הסולארית פוחתת וכוח הרוח הזמין עולה. רוח תהיה גם משאב שימושי בלילה ובסביבות היפוך החורף.

מערכת משולבת

הצוות בחן מערכת יצירת היפותטית הכוללת פאנלים סולאריים וטורבינת רוח של Enercon E33. האחרונה היא מערכת זמינה מסחרית בגודל בינוני שקוטר הרוטור הוא 33 מ' ומדורגת בהספק של 330 קילוואט על פני כדור הארץ. הרטוויק ועמיתיו מחשבים שהטורבינה יכולה לפעול בהספק תפעולי ממוצע של כ-10 קילוואט במאדים

חישובי הצוות מראים שהטורבינה תגדיל את אחוז הזמן שההספק מהמערכת המשולבת עולה על 24 קילוואט מ-40% (מערכי שמש בלבד) ל-60-90% (סולארי פלוס רוח). הערך 24 קילוואט משמעותי מכיוון שהוא נחשב לדרישת ההספק המינימלית לתמיכה במשימה של שישה צוותים.

למרות שהמחקר מראה שייצור רוח אפשרי, זה יהיה שימושי רק אם זה יכול להיעשות במקומות על מאדים המתאימים למגורי אדם. עבודה קודמת שקלה גיאולוגיה, פוטנציאל משאבים ומגבלות הנדסיות כדי להעריך אתרי נחיתה. באמצעות קריטריונים אלה, מחקר אתר הנחיתה האנושי של נאס"א זיהה 50 אזורים פוטנציאליים לעניין. מחקר זה לא בחן זמינות אנרגיה אזורית מעבר לשיקולי רוחב והצללה פשוטים עבור שמש. לכן, הרטוויק מאמין שכוח הרוח יכול לאפשר לשקול אזורים נוספים לחיפוש והתיישבות.

הזדמנויות נוספות

"על ידי ניצול רוח בשילוב עם משאבי אנרגיה אחרים", אומר הרטוויק, "ייתכן שניתן לגשת לכמה אזורים בכוכב הלכת שקודם לכן לא נפסלו, למשל, קווי הרוחב האמצעיים של מאדים ואזורי הקוטב שהם מעניינים מבחינה מדעית וקרובים יותר לחשובים. מאגרי קרח מים תת קרקעיים". אתרים אלה לא יהיו ברי קיימא כאשר כוח סולארי הוא משאב האנרגיה השולט.

הרטוויק מציע שיציבות היא השיקול החשוב ביותר להפעלת משימות צוות עתידיות למאדים - יש לייצר הרבה כוח ללא הפרעה. שימוש בשילוב של טורבינות רוח ומערכים סולאריים יכול לאפשר למשימות לאתר חלק גדול מכדור הארץ.

כוח הרוח יכול גם לחולל מהפכה באופן שבו בני אדם משיגים אנרגיה במקומות אחרים במערכת השמש. הרטוויק אומרת שהיא "מעוניינת במיוחד לראות את פוטנציאל הכוח בירח כמו טיטאן, שיש לו אטמוספירה עבה מאוד אבל הוא קר". עם זאת, יש עדיין עבודה בינתחומית - במיוחד מנקודת מבט תעופה וחלל הנדסית - כדי לקבוע יעילות תפעולית וכדאיות טכנית.

טורבינות שונות

בעוד שהחלק העיקרי של המחקר התמקד ב-Enercon E33, הצוות בחן גם גדלים שונים של טורבינות, החל ממיקרו-טורבינות המשמשות לצרכי חשמל חד-משפחתיים קטנים ועד לטורבינות בתקן תעשייתי של 5 MW (על כדור הארץ), ועוד. השימוש במערכות כאלה עשוי להשתנות מאספקת אנרגיה לבתי גידול פני השטח ומערכות תומכות חיים ועד לתחזוקת ציוד מדעי. גורם נוסף שיש לקחת בחשבון הוא הובלת טורבינות רוח וחומרים נלווים למאדים - תהליך שיצטרך למזער את המסה הנשלחת דרך החלל הבין-פלנטרי. בעוד שהובלה זו תצטרך לכלול ציוד חפירה, יש הצעה שניתן להשתמש באדמת מאדים כתחליף לבטון המשמש לעיגון טורבינות על פני כדור הארץ.

הדרך הארוכה למאדים

ככל שיזוהו אתרי נחיתה פוטנציאליים של מאדים, מחקרים עתידיים עשויים לכלול סימולציות ברזולוציה גבוהה במטרה להבין טוב יותר כיצד טופוגרפיה ותנאי פני שטח ספציפיים משפיעים על הרוח. זה עשוי לשנות את היכולות של פעולות חלל עתידיות. הרטוויק אומר שזה "באמת תקן הזהב כשאנחנו בוחנים את דרישות האנרגיה למשימה אנושית פוטנציאלית למאדים."

המחקר מתואר ב טבע אסטרונומיה.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/wind-energy-could-power-human-habitations-on-mars/