¿Se podrían instalar plumeros en paneles solares en un módulo de aterrizaje en Marte? [duplicar]

Veo en las redes que el módulo de aterrizaje Insight está a punto de aterrizar en Marte y el PR de la NASA describe que los paneles solares producen 600-700 W ahora y 200-300 W cuando están cubiertos de polvo.

¿Hay alguna razón por la que no se pueda instalar algún tipo de aparato de limpieza en el módulo de aterrizaje para mantener el polvo fuera de los paneles solares? O, ¿por qué se decidió no instalar algún tipo de aparato para mantener limpios los paneles?

Me gusta la imagen mental de un brazo robótico con un plumero, pero probablemente haya soluciones más prácticas.

Esta es una buena pregunta, y también me ha intrigado. Parece que el pensamiento actual de la ESA es esperar lo mejor, tomar lo que venga, pero no esperar lo peor. ¿Cómo mantendrá ExoMARS Rover sus paneles solares libres de polvo y recolectando la máxima potencia?
Convertiría limones en limonada y usaría un anemómetro para hacer funcionar un generador eléctrico. ¡Después de todo, el polvo llega allí por el viento!
No hay fuentes reales para dar una buena respuesta, pero... Siento que todos los informes de polvo y energía solar en Marte se reducen a 'El polvo en los paneles es una molestia menor, se aclara solo con el tiempo'. No creo que las misiones se pierdan por el polvo en los paneles, se pierden por el polvo en el aire durante tanto tiempo que las cosas se enfrían demasiado. Es difícil justificar la masa adicional para los sistemas de limpieza si no son necesarios para el desempeño de la misión.
@Saiboogu: Una tormenta de polvo en junio de 2018 cubrió los paneles solares del rover Opportunity y lo obligó a hibernar. La tormenta de polvo se disipó hace aproximadamente un mes y la NASA intenta al menos una vez al día restablecer el contacto. Acabo de ver un intento (fallido) de este tipo hace aproximadamente una hora en DSN Now. Por lo tanto, las misiones ciertamente pueden perderse por el polvo marciano.
Consideraría cambiar la pregunta a "¿por qué (diablos) no se han usado plumeros..."
Estoy bastante seguro de que es más ligero, más simple, más barato y más rápido simplemente agregar suficientes paneles solares para que tenga suficiente energía incluso cuando está cubierto de polvo.
Eche un vistazo a esta pregunta: space.stackexchange.com/questions/3487/… También recuerdo otra respuesta en algún lugar que hizo una lista de posibles soluciones para limpiar los rovers (y mostró que no eran prácticos), pero no puedo encontrar Es ahora.
En realidad, lo que estaba buscando es la respuesta a la pregunta vinculada por uhoh. "Inclinar y sacudir el rover podría funcionar, pero sería complicado y posiblemente dañaría los instrumentos sensibles. Otros métodos implican lavarlos (lo que requiere líquido), usar una carga electrostática (todavía requiere inclinar los paneles y también podría dañar los componentes electrónicos sensibles) y soplarlos (requiere mover un ventilador de alta potencia a través de los paneles).
De todos modos, como se recuerda aquí ( space.stackexchange.com/a/3491/25067 ), Opportunity funcionó bien durante más de 10 años sin ningún medio para eliminar el polvo... Así que esto en sí mismo puede responder por qué los plumeros no están instalados (usted realmente no necesita la complicación adicional)
@DrSheldon La oportunidad no se perdió porque no pudo limpiar sus paneles. Se perdió porque no podía recibir suficiente luz solar para mantenerse lo suficientemente caliente como para evitar que el frío destruyera las baterías. Incluso si Opportunity hubiera tenido paneles solares perfectamente limpios durante toda la tormenta, aún no habría recibido suficiente energía.
@Dragongeek: No estoy de acuerdo. Opportunity había sobrevivido a otras tormentas de polvo y se había recuperado. La disminución en la producción de paneles solares en esta tormenta y en anteriores está bien documentada. También hay imágenes de polvo en los paneles solares antes y después de tormentas anteriores. ¿Quizás estás pensando en Spirit?
@DrSheldon No estoy de acuerdo con su suposición de que las tormentas de polvo 'mataron' a Opportunity. Tengo entendido que incidentes como ese ocurren cuando la luz solar que llega a la superficie es demasiado baja durante demasiados días para que el rover mantenga calientes sus componentes electrónicos y genere suficiente energía para regresar de la hibernación. Después de días o semanas de remojo en frío sin energía, las cosas se rompen y el rover no se despierta. Esta puede ser una impresión equivocada, estoy buscando respuestas aquí.
Leyendo más comentarios: las tormentas de polvo pasadas se sobrevivieron porque el hardware era más nuevo. ¿Alguna vez ha dejado las luces encendidas en su automóvil durante la noche? Puede dar un salto y continuar con su vida, por lo general, a menos que su batería haya pasado por demasiados ciclos profundos y se haya dañado. Eventualmente, la capacidad de almacenamiento se ve perjudicada. Principios similares con los rovers en Marte, drenajes profundos repetidos junto con un frío profundo significan que eventualmente el sol que regresa no puede despertarlos.

Respuestas (1)

¿Se podrían instalar plumeros en paneles solares en un módulo de aterrizaje en Marte?

Sí.

¿Hay alguna razón por la que no se pueda instalar algún tipo de aparato de limpieza en el módulo de aterrizaje para mantener el polvo fuera de los paneles solares? O, ¿por qué se decidió no instalar algún tipo de aparato para mantener limpios los paneles?

Los sistemas de eliminación de polvo deben cumplir requisitos estrictos, al igual que cualquier cosa que vaya al espacio. Hay consideraciones de tamaño, peso, eficiencia energética, robustez y confiabilidad, y la NASA no usa el mismo tipo de paneles solares que se usan en la Tierra .

Es más fácil hacer pruebas iniciales en la Tierra con paneles convencionales, pero los resultados deben volver a probarse en el mismo tipo de paneles en condiciones similares a las que se enfrentarían en Marte; todas esas pruebas llevan muchos años.

Consulte el artículo: " Espejos solares autolimpiantes que utilizan una protección contra el polvo electrodinámica: perspectivas y avances " de la 8.ª Conferencia internacional sobre sostenibilidad energética de ASME 2014, por Malay K. Mazumder, Mark N. Horenstein, Jeremy W. Stark, John N. Hudelson , Arash Sayyah, Nitin Joglekar, Julius Yellowhair y Adam Botts:

"Los colectores solares prototipo integrados con EDS, que incluyen espejos de vidrio de segunda superficie, espejos de película acrílica metalizada y espejos dieléctricos, se produjeron y probaron en cámaras de prueba ambientales que simulaban atmósferas desérticas. Los resultados de la prueba muestran que la eliminación frecuente de la capa de polvo puede mantener el brillo especular". reflectividad de los espejos por encima del 90% bajo la deposición de polvo a una tasa que oscila entre 0 y 10 g/m 2 , con un tamaño de partícula que varía de 1 a 50 μm de diámetro.La energía requerida para eliminar la capa de polvo del sol fue inferior a 10 Wh/m 2por ciclo de limpieza. Por lo tanto, la limpieza basada en EDS podría automatizarse y realizarse con la frecuencia necesaria para mantener la eficiencia de reflexión por encima del 90% y, por lo tanto, reducir el uso de agua para limpiar espejos en el campo solar. Se realizó un análisis comparativo de costos entre EDS y la limpieza a base de agua de diluvio que muestra que el método EDS es comercialmente viable y cumpliría con las necesidades de conservación de agua".

Sistema de eliminación de polvo electrodinámico de panel solar CSP

Desarrollado en la Universidad de Boston, la "eliminación de polvo electrodinámica no requeriría agua y podría operarse con la frecuencia necesaria a un costo minúsculo. El equipo de BU ahora está un paso más cerca de lograr su objetivo después de que la Oficina de Energía del Departamento de Energía de los EE. Eficiencia y Energía Renovable y el Centro de Energía Limpia de Massachusetts (MassCEC) otorgaron subvenciones para apoyar esta investigación. El DOE proporcionará $ 955,340 para espejos solares para la conversión de energía fototérmica, mientras que MassCEC otorgará otros $ 40,000 que se utilizarán para desarrollar energía fotovoltaica autolimpiante. paneles solares."

Los métodos robóticos y electrostáticos parecen ser las dos vías más prometedoras para la autolimpieza de los sistemas de energía solar del desierto, pero la tecnología se está desarrollando todo el tiempo y varios proyectos aún están en desarrollo. Las aplicaciones para su uso en el espacio aún están a varios años de distancia.

¿Se podrían instalar plumeros en paneles solares en un módulo de aterrizaje en Marte? [duplicar]
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