พลังงานลมสามารถให้พลังงานกับที่อยู่อาศัยของมนุษย์บนดาวอังคารได้

พลังงานลมสามารถช่วยขับเคลื่อนภารกิจของมนุษย์บนดาวอังคาร จากการศึกษาที่ใช้ NASA Ames Mars Global Climate Model เพื่อคำนวณความแปรปรวนในระยะสั้นและตามฤดูกาลของพลังงานลมที่จะเกิดจากกังหันลมบนดาวเคราะห์แดง นำโดยองค์การนาซ่า วิคตอเรีย ฮาร์ทวิคทีมวิจัยแนะนำว่าลมสามารถจัดหาพลังงานที่เพียงพอได้เองหรือใช้ร่วมกับพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานนิวเคลียร์

ความสำเร็จของภารกิจลูกเรือไปยังดาวอังคารจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่างรวมถึงการเลือกสถานที่ การศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับความมีชีวิตของพื้นที่ได้มุ่งเน้นไปที่การเข้าถึงทรัพยากรทางกายภาพ รวมถึงความพร้อมของน้ำหรือที่พักอาศัย และไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงความสามารถในการสร้างพลังงานของสถานที่ที่มีศักยภาพ ในขณะที่มีการวิจัยมากมายเกี่ยวกับพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานนิวเคลียร์ในฐานะแหล่งพลังงานของดาวอังคาร พลังงานนิวเคลียร์มีความเสี่ยงต่อมนุษย์ที่อาจเกิดขึ้นและระบบสุริยะรุ่นปัจจุบันขาดความสามารถในการกักเก็บพลังงานเพื่อชดเชยกลางวัน/กลางคืน (รายวัน) และการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในรุ่น ดังนั้นจึงควรพิจารณาแหล่งอื่น เช่น ลม เพื่อการผลิตพลังงานที่มีเสถียรภาพ

แรงน้อยกว่า แต่ก็ยังมีประโยชน์

พลังงานลมจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อชั้นบรรยากาศมีความหนา แต่ความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศที่ต่ำของดาวอังคารหมายความว่าลมบนโลกสร้างแรงน้อยกว่าลมบนโลกอย่างมาก ด้วยเหตุนี้ลมบนดาวอังคารจึงไม่ถูกมองว่าเป็นแหล่งพลังงานที่ทำงานได้ Hartwick และเพื่อนร่วมงานได้ท้าทายสมมติฐานนี้และแสดงให้เห็นว่าความผันผวนของพลังงานแสงอาทิตย์ในแต่ละวันและตามฤดูกาลสามารถชดเชยได้ด้วยพลังงานลม Hartwick กล่าวว่าพวกเขา "รู้สึกประหลาดใจที่พบว่าแม้บรรยากาศของดาวอังคารจะเบาบาง แต่ลมก็ยังแรงพอที่จะสร้างพลังงานในพื้นที่ส่วนใหญ่ของพื้นผิวดาวอังคาร"

การศึกษาชี้ให้เห็นว่าลมสามารถทำงานร่วมกับแหล่งพลังงานอื่นๆ เช่น แสงอาทิตย์ เพื่อส่งเสริมการผลิตไฟฟ้า สิ่งนี้อาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในช่วงที่เกิดพายุฝุ่นในท้องถิ่นและทั่วโลก เมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ลดลงและพลังงานลมที่มีอยู่เพิ่มขึ้น ลมยังเป็นทรัพยากรที่มีประโยชน์ในเวลากลางคืนและรอบ ๆ เหมายัน

ระบบรวม

ทีมงานได้ศึกษาระบบการสร้างแบบจำลองที่ประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์และกังหันลม Enercon E33 ระบบหลังเป็นระบบขนาดกลางที่มีจำหน่ายทั่วไปซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางโรเตอร์ 33 ม. และมีกำลังไฟฟ้า 330 กิโลวัตต์บนโลก Hartwick และเพื่อนร่วมงานคำนวณว่ากังหันสามารถทำงานได้ที่กำลังการผลิตเฉลี่ยประมาณ 10 กิโลวัตต์บนดาวอังคาร

การคำนวณของทีมงานแสดงให้เห็นว่ากังหันจะเพิ่มเปอร์เซ็นต์ของเวลาที่พลังงานจากระบบรวมกันเกิน 24 กิโลวัตต์จาก 40% (แผงเซลล์แสงอาทิตย์เพียงอย่างเดียว) เป็น 60-90% (แสงอาทิตย์และลม) ค่า 24 กิโลวัตต์มีความสำคัญเนื่องจากถือเป็นความต้องการพลังงานขั้นต่ำในการสนับสนุนภารกิจของลูกเรือ XNUMX คน

แม้ว่าการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการสร้างลมเป็นไปได้ แต่จะมีประโยชน์ก็ต่อเมื่อสามารถทำได้ในสถานที่บนดาวอังคารซึ่งเหมาะสำหรับการอยู่อาศัยของมนุษย์ งานก่อนหน้านี้ได้พิจารณาธรณีวิทยา ศักยภาพของทรัพยากร และข้อจำกัดด้านวิศวกรรมเพื่อประเมินพื้นที่ลงจอด เมื่อใช้เกณฑ์เหล่านี้ NASA Human Landing Site Study ได้ระบุภูมิภาคที่น่าสนใจ 50 แห่ง การศึกษานี้ไม่ได้พิจารณาความพร้อมใช้งานของพลังงานในระดับภูมิภาคนอกเหนือจากการพิจารณาละติจูดและเงาอย่างง่ายสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ Hartwick จึงเชื่อว่าพลังงานลมจะช่วยให้ภูมิภาคต่างๆ ได้รับการพิจารณาสำรวจและตั้งถิ่นฐานมากขึ้น

โอกาสมากขึ้น

Hartwick กล่าวว่า "การใช้ลมร่วมกับแหล่งพลังงานอื่น ๆ อาจเป็นไปได้ที่จะเข้าถึงพื้นที่บางส่วนของดาวเคราะห์ที่ก่อนหน้านี้ถูกไล่ออก เช่น แถบละติจูดกลางของดาวอังคารและบริเวณขั้วโลก ซึ่งมีความน่าสนใจทางวิทยาศาสตร์และอยู่ใกล้กับพื้นที่สำคัญ อ่างเก็บน้ำน้ำแข็งใต้ผิวดิน” ไซต์เหล่านี้จะไม่สามารถทำงานได้เมื่อพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหลัก

Hartwick แนะนำว่าความเสถียรเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญที่สุดสำหรับการจ่ายไฟให้กับภารกิจที่มีลูกเรือในอนาคตไปยังดาวอังคาร - ต้องผลิตพลังงานจำนวนมากอย่างต่อเนื่อง การใช้กังหันลมและแผงเซลล์แสงอาทิตย์ร่วมกันอาจทำให้ภารกิจสามารถระบุตำแหน่งได้ทั่วพื้นที่ส่วนใหญ่ของโลก

พลังงานลมสามารถปฏิวัติวิธีที่มนุษย์ได้รับพลังงานจากที่อื่นในระบบสุริยะ Hartwick กล่าวว่าเธอ “สนใจเป็นพิเศษที่จะได้เห็นศักยภาพพลังงานบนดวงจันทร์อย่างไททัน ซึ่งมีชั้นบรรยากาศหนามากแต่เย็นจัด” อย่างไรก็ตาม ยังมีงานสหวิทยาการที่ต้องทำ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากจุดยืนด้านการบินและอวกาศและวิศวกรรม - เพื่อกำหนดประสิทธิภาพการดำเนินงานและความเป็นไปได้ทางเทคนิค

กังหันที่แตกต่างกัน

ในขณะที่ส่วนหลักของการวิจัยมุ่งเน้นไปที่ Enercon E33 ทีมงานยังได้พิจารณาขนาดต่างๆ ของกังหัน ตั้งแต่กังหันขนาดเล็กที่ใช้สำหรับความต้องการพลังงานครอบครัวเดี่ยวขนาดเล็ก ไปจนถึงกังหันมาตรฐานอุตสาหกรรมขนาด 5 เมกะวัตต์ (บนโลก) และอื่นๆ การใช้ระบบดังกล่าวอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่การจัดหาพลังงานสำหรับที่อยู่อาศัยบนพื้นผิวและระบบช่วยชีวิตไปจนถึงการบำรุงรักษาอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ อีกปัจจัยที่ต้องพิจารณาคือการขนส่งกังหันลมและวัสดุที่เกี่ยวข้องไปยังดาวอังคาร ซึ่งเป็นกระบวนการที่จะต้องลดมวลที่ส่งผ่านอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ แม้ว่าการขนส่งนี้จะต้องรวมอุปกรณ์ขุดค้นไว้ด้วย แต่ก็มีข้อเสนอแนะว่าดินบนดาวอังคารสามารถใช้แทนคอนกรีตที่ใช้ยึดกังหันบนโลกได้

เส้นทางยาวไกลสู่ดาวอังคาร

เมื่อมีการระบุตำแหน่งลงจอดของดาวอังคารที่มีศักยภาพมากขึ้น การศึกษาในอนาคตอาจเกี่ยวข้องกับการจำลองที่มีความละเอียดสูงโดยมีจุดประสงค์เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าภูมิประเทศและพื้นผิวที่เฉพาะเจาะจงส่งผลต่อลมอย่างไร สิ่งนี้อาจเปลี่ยนขีดความสามารถของปฏิบัติการอวกาศในอนาคต Hartwick กล่าวว่าสิ่งนี้ "เป็นมาตรฐานทองคำจริงๆ เมื่อเราพิจารณาข้อกำหนดด้านพลังงานสำหรับภารกิจของมนุษย์ที่มีศักยภาพไปยังดาวอังคาร"

งานวิจัยได้อธิบายไว้ใน ธรรมชาติดาราศาสตร์.

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://physicsworld.com/a/wind-energy-could-power-human-habitations-on-mars/