Si alguien quisiera cultivar grandes cantidades de alimentos en Marte y quisiera especificar la luz del sol en lugar de fuentes nucleares u otras, las dos opciones en las que puedo pensar son invernaderos y fotovoltaica/LED.
Considere los tipos de áreas de kilómetros cuadrados:
Las ventanas de los invernaderos tendrían que soportar la presión mecánica de la presión atmosférica que requirieran las plantas (digamos 1/3 de la Tierra, a menos que tenga números más autorizados). Sin el aire caliente de la Tierra, la superficie exterior de las ventanas de los invernaderos estaría expuesta a las temperaturas infrarrojas del espacio y los paneles también tendrían que hacer algo de aislamiento térmico. Estas plantas sufrirían si hiciera demasiado frío en el interior, y para una tasa de crecimiento óptima, ¿debería regularse la temperatura con cuidado? Luego están los concentradores para tomar la luz solar marciana más débil y enfocarla en plantas individuales para un uso eficiente.
Compare con la energía fotovoltaica: ¿podrían hacerse más resistentes contra la baja presión y el frío que las ventanas de los invernaderos?
¿Sería más fácil apilar plantas en 3D con LED que distribuirlas a lo largo de kilómetros de suelo de invernadero? ¿El control de la temperatura y la humedad sería más fácil y más eficiente y el total de kilogramos de agua necesarios sería menor en una configuración que en la otra?
Para ver un ejemplo de lo que significa el apilamiento 3D, consulte The Daily Mail y Modern Farmer y National Geographic .
Hay varias preguntas relacionadas aquí, pero creo que si existe una fuente autorizada que compare los invernaderos con los PV/LED, probablemente habrá considerado todos estos.
La radiación solar en Marte es aproximadamente la mitad que en la Tierra .
Por lo tanto, un invernadero tendría que ser el doble de grande que en la Tierra para obtener una cantidad de luz equivalente a la de la Tierra sobre las plantas, utilizando concentradores solares. Si construye los concentradores fuera del invernadero, el invernadero puede ser más pequeño, pero necesitará una estructura alta para el concentrador (tan alta como el ancho del invernadero, en una primera aproximación).
Supongamos que todos los materiales de construcción deben transportarse desde la Tierra, por lo que el peso sirve como indicador del costo.
En la Tierra, los invernaderos son fáciles de construir: solo un marco y paneles de vidrio. En Marte, la estructura tiene que ser presurizada, haciéndola más pesada.
Un vidrio que puede contener 0,33 bar va a ser grueso : una carga de 4 kN/m 2 ya necesita 2x 25 mm de vidrio, y 1/3 bar son 33 kN/m 2 . El plástico puede ser más delgado, pero no 100 veces más delgado.
Los paneles fotovoltaicos, por otro lado, no necesitan presión atmosférica para funcionar. Así que puedes construir marcos ligeros con paneles en la parte superior. Incluso las matrices acumulativas podrían funcionar. Puedo ver fácilmente una ventaja de peso de 10:1 para los paneles fotovoltaicos.
La combinación más barata sería entonces un pequeño edificio presurizado lleno de plantas usando apilamiento 3D, alimentado por un campo fotovoltaico en el exterior. Incluso podría meter las plantas dentro de un túnel y protegerlas de la radiación.
Esta es una pregunta bastante difícil de resolver:
El problema de usar un invernadero en Marte serían los altos niveles de radiación solar dañina en la superficie debido a la delgada atmósfera de Marte y la falta de campo magnético. Usar paneles solares en la superficie de Marte también sería difícil a gran escala debido a la acumulación de polvo.
Y como mencionaste, hay muchos más factores que intervienen en esto, como el aislamiento térmico y el entorno de baja presión.
Una posible solución sería usar satélites de energía solar para transmitir energía a una granja subterránea apilada en 3D usando un transmisor y receptor de microondas. Si bien una configuración de este tipo es más viable en Marte debido a la baja presión atmosférica, el transmisor terminaría siendo grande y difícil de configurar.
Deimofobia
Hobbes
uwe
UH oh
uwe
UH oh