Me preguntaba si una base en Marte podría funcionar solo con energía solar. Dado que Marte está más lejos del Sol, ¿no significaría eso una menor eficiencia, por lo que la energía solar no es escalable? Supongamos una base del tamaño de la estación Amundsen en la Antártida, tal vez un par de cientos de personas.
Bueno, realmente no sabemos cuánta energía necesitaría una base en Marte, pero podemos hacer algunas estimaciones aproximadas. Las bases como McMurdo y Mawson tienen capacidades de potencia de varios cientos a varios miles de kilovatios. Ahora, estamos hablando de una base en Marte, presumiblemente vamos a necesitar un poco más de poder que eso. Estimemos que Mars Base One requerirá 10.000 kilovatios de potencia.
Un panel solar promedio tendrá una eficiencia de ~ 20% . Algunos pueden llegar al 25% o 35% , pero la mayoría están en los 20, por lo que diremos que nuestros paneles solares tienen una eficiencia del 20%. (Con suerte, para cuando nos lancemos a Marte, tendremos algunos paneles solares aún mejores).
Marte recibe un flujo de ~593 W/m del sol.
Podemos hacer un cálculo rápido para saber cuánta energía producirán nuestros paneles solares:
300.000m , o 0,3 km .
Que es increíblemente grande. Un campo de fútbol mide ~5000 m , por lo que tendríamos que tener un área de recolección total de 60 campos de fútbol. Si de alguna manera fuéramos capaces de reducir nuestro consumo de energía a ~100 kW, podríamos tener un solo campo de fútbol de paneles solares, que todavía es demasiado caro para llevar al espacio.
Podemos usar paneles solares para nuestros pequeños rovers porque solo necesitan una pequeña cantidad de energía , que sus paneles solares pueden proporcionar. Por lo tanto, necesitaremos aumentar la eficiencia de nuestros sistemas fotovoltaicos, disminuir la cantidad de energía que necesitamos o explorar otras fuentes de energía (como la energía nuclear , la mejor forma de generación de energía en el espacio).
No tengo la reputación de comentar sobre la respuesta de Phiteros, pero me gustaría agregar que una gran restricción de los paneles solares en Marte es el clima . Marte no tiene mucha atmósfera, pero lo que tiene es bastante turbulento. Las tormentas de polvo son comunes y bloquearán el sol con frecuencia. Además de esto, el polvo entra en los paneles solares y bloquea aún más su eficiencia. Phiteros cubrió esto con la relación de rendimiento, pero esa relación cambiaría drásticamente según el clima. Por lo tanto, necesitaría baterías muy buenas para resistir las tormentas, especialmente porque pueden durar hasta un mes.
Sin embargo, en realidad, es muy probable que una futura base en Marte tenga algún tipo de reactor, además de paneles solares.
La energía solar basada en el espacio (SBSP) es potencialmente una opción para Marte. Se ha considerado para la Tierra, pero las preocupaciones presupuestarias y geopolíticas han sido un obstáculo. Esas preocupaciones pueden ser menos relevantes para la escala de la que estamos hablando en Marte. La ventaja de SBSP en Marte es que (según la cantidad de colectores y la configuración orbital) puede tener una recolección de energía constante. Evitas el problema del polvo. La energía se puede transmitir a prácticamente cualquier lugar de Marte.
Podría decirse que el presupuesto podría estar justificado y la tecnología es sólida. El área principal de dificultad actualmente es que el estado de la fabricación orbital no ha alcanzado el punto que sería mejor para esto. De hecho, la solución óptima puede ser la minería de asteroides, que todavía es estrictamente conceptual (aunque es un campo de gran interés).
Para más información:
La energía solar podría alimentar una base en Marte, pero requeriría una matriz solar muy grande para hacerlo. Una forma de mitigar esto sería usar una matriz solar orbital que duplicaría la potencia efectiva proporcionada por esos paneles. Los peores efectos de la tormenta de polvo también podrían minimizarse seleccionando una frecuencia de transmisión de energía adecuada a la superficie
Además, un satélite solar en Marte estaría en la situación inversa a uno en órbita terrestre. Los paneles tendrían que llegar a la órbita de Marte antes de aterrizar, mientras que en la Tierra existe una grave penalización al ponerlos en órbita. Sin duda, en la plenitud del tiempo será posible construir paneles solares en Marte, sin embargo, esto es poco probable en el futuro previsible.
Independientemente de la energía solar orbital u otras medidas de ahorro de energía, aún se necesitaría una matriz muy grande, por lo que sería necesario garantizar que el costo de enviar la carga útil a Marte se minimice para que esto sea una propuesta factible.
Pero el elefante en la habitación cuando se trata de energía en Marte es la necesidad de generar grandes cantidades de propulsores en la superficie, lo que requeriría mucha energía, probablemente superando los requisitos de las personas que viven en una base pequeña.
A más largo plazo, los requisitos de energía de una base en Marte probablemente tendrían que aumentarse con energía nuclear o, mejor aún, si fuera práctico, energía geotérmica.
usuario687