En algún momento de los próximos 20 años, los humanos se dirigirán a Marte para misiones a largo plazo de 400 días o más.Estas estadías prolongadas significan la construcción de ciudades marcianas, completas con hábitats seguros, laboratorios y otra infraestructura.Los futuros marcianos tendrán que hacer mucho para sobrevivir.Construirán ciudades, cocinarán alimentos, destilarán agua, fabricarán combustible, fabricarán medicamentos y fabricarán otros suministros.Para hacerlo, utilizarán las instalaciones de fabricación que traigan.Todo eso requiere fuerza.Mucho.Como todos sabemos, Marte carece visiblemente de una forma obvia de generar electricidad.Entonces, ¿qué harán nuestros intrépidos exploradores para generar el poder para una nueva vida en el Planeta Rojo?
¡Marte necesita energía!
Un mito común es que una planta de energía nuclear, al igual que otras naves espaciales, es la mejor opción.Son limpios, fiables y duraderos.Lo malo es que pesa mucho.Las naves espaciales a Marte están muy limitadas en cuanto a la cantidad que pueden transportar.Por supuesto que necesita tripulación y combustible.Pero todos ellos necesitan un suministro, incluida una unidad de potencia para usar en tierra.Actualmente, se ha demostrado que la mayoría de los cohetes son capaces de transportar solo unas 100 toneladas (sin incluir el combustible).Una planta de energía nuclear que suministra alrededor de 1 kilovatio de electricidad pesa alrededor de 9,5 toneladas.Pero no es insuperable.Sin embargo, los planificadores de misiones quieren minimizar el peso de sus misiones para aprovechar al máximo sus costos.¿Y qué si hubiera una alternativa más ligera a la nuclear?como la energía solar?
Esta es una pregunta que un estudiante de posgrado de la Universidad de California, Berkeley, quería responder.Entonces emprendieron un proyecto de investigación que examinaba la futura fuente de energía para los colonos en Marte.Aaron Berliner se especializa en ingeniería nuclear y Anthony Abel está interesado en la generación de energía fotovoltaica para energía solar.Juntos, analizaron la potencia necesaria para una estancia de seis personas en Marte durante 480 días.Específicamente, observaron lugares en Marte donde la energía solar podría tener sentido.Y lo que encuentran parece confundir la sabiduría convencional.
La energía solar podría superar a la energía nuclear si los futuros marcianos se asientan en latitudes medias, especialmente cerca del ecuador.¿Por qué es esto?En primer lugar, las regiones de latitudes medias reciben mucha luz solar, entonces, ¿por qué no aprovecharla?En segundo lugar, las células solares son más ligeras que las plantas de energía nuclear.Para obtener la misma energía que una planta de energía nuclear, la tecnología solar de próxima generación solo puede transportar alrededor de 8,3 toneladas de carga.Este es un ahorro de peso significativo en comparación con la energía nuclear.
Marte y la energía solar de última generación
¿De qué celda de energía estás hablando aquí?Berliner y Abel observaron un sistema que usa energía solar en combinación con electrólisis.En otras palabras, usa electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.Los estudiantes también calcularon que parte de la energía generada durante el día se usaría para producir gas hidrógeno para usar en celdas de combustible.Esto es más o menos similar a cómo algunos hogares y negocios en la Tierra usan energía solar para almacenar energía en Powerwalls y baterías para uso nocturno.
¿una gran noticia?Todos estos beneficios de la energía solar son posibles con la tecnología solar actual.Por supuesto, la tecnología siempre está mejorando, por lo que cuando el rover de Marte esté listo para despegar, estará listo para usar una versión completamente nueva de las celdas solares actuales.
“Los paneles de silicona en el techo con estructuras de acero, soportes de vidrio, etc. no competirán con la nueva y mejorada energía nuclear”, dijo Abel.Comunicado de prensa de la Universidad de California en Berkeley, “Pero este panel nuevo, liviano y flexible de repente realmente cambió esa conversación”.
Ventaja: energía solar
Las ventajas de la energía solar en Marte superan los problemas.Es posible que los colonos tengan que quitar el polvo de sus celdas con frecuencia, pero el peso ligero significa que se pueden enviar más paneles a Marte.Esto incluye una copia de seguridad del sistema principal.A medida que aparecen en línea células más nuevas y más livianas, la energía solar podría convertirse en una importante fuente de energía para futuras colonias marcianas.Eso no quiere decir que la energía nuclear no estará allí.A la larga, los colonos pueden necesitar todos los avances que puedan obtener para lograr estabilidad y flexibilidad.Y dado que existe la necesidad de reducir costos en un futuro cercano, la energía solar podría ser una alternativa.
Para más detalles, véase el título del artículo de Abel y Berliner.“La generación de energía con energía solar podría apoyar la exploración de Marte”, y ha sido publicado en Frontiers in Astronomy and Space Sciences.Su investigación fue apoyada por la NASA y la Fundación Nacional de Ciencias.