انرژی خورشیدی و انرژی هستهای منابع انرژی هستند که تیمهای کاوشگران در مریخ مورد استفاده قرار میدهند. کدام یک بهتر است؟ چطور میتوان به تولید برق در مریخ پرداخت؟ دانشمندان به این سوالات پاسخ دادند.
محققان برای سفرهای خدمه مریخ به گزینه مختلف تولید انرژی را باهم مقایسه کردند: سلولهای خورشیدی و انرژی هستهای رآکتورهای شکاف کوچک. یکی از ملاحظات کلیدی در این مطالعه، مقدار وزن یا جرم قابل حمل اجزای مورد نیاز است، زیرا لوازمی که در ماموریتهای مریخ مورد استفاده قرار میگیرند، باید بهینهترین وزن را داشته باشند. نتایج این مطالعه که در « Frontiers in Astronomy and Space Sciences» به چاپ رسید، نشان میدهد وابسته به موقعیت جغرافیایی روی سطح سیاره سرخ و شرایط آب و هوایی، روشهای دستیابی به انرژی در مریخ متفاوت خواهد بود.
«آنتونی آبل» محقق دپارتمان مهندسی شیمی دانشگاه «برکلی» و یکی از نویسندگان این مطالعه میگوید: «برای تولید برق در مریخ، موقعیت کاوشگر در سطح سیاره عامل تعیین کننده است. اگر به خط استوا نزدیک باشد، استفاده از انرژی خورشیدی توصیه میشود و اگر به قطبها نزدیک باشد، بهتر است از انرژی هستهای استفاده شود.»
آبل در اینباره گفت: « گزینههای مطرح شده دارای مزایا و معایب مختص به خود هستند. پایداری انرژی هستهای سبب شده تا برخی دانشمندان استفاده از آن را در اولویت قرار دهند. اما تجهیز یک رآکتور هستهای در مریخ کار دشواری است. از سوی دیگر، انرژی خورشید نیز متغیر است و باید با دقت مورد مطالعه قرار گیرد.»
آبل و همکارانش در مرحله اول از مطالعات خود، با علم به این موضوع که جو مریخ نسبت به زمین سردتر، غبارآلودتر و خشکتر است، میزان نور جذب شده توسط سلولهای خورشیدی، تغییرات شدت نور، دمای سطح در نقاط مختلف سیاره، جذب و پراکندگی گازها و ذرات نور و توانایی سلولهای خورشیدی را بررسی کردند.
آنها سپس جو مریخ و سلولهای خورشیدی به کار رفته روی سطح را شبیهسازی کردند. آبل با در نظر گرفتن اینکه خورشید در این سیاره هر روز غروب میکند، گفت: «باید فکری برای شب بکنیم.»
درحالیکه یک دستگاه شکافت هستهای کوچک بدون توجه به موقعیت به تولید برق در مریخ میپردازد، داستان برای سلولهای خورشیدی متفاوت است و حساسیت شدیدی به محل قرارگیری دارد. یک آرایه سلول خورشیدی در استوای مریخ 8.3 تن وزن دارد. از سوی دیگر، رآکتور هستهای در همین منطقه 9.5 تن وزن دارد. اما همانطور که نور خوشید با فاصله از استوا کاهش مییابد، کاوشگران باید یک آرایه خورشیدی دیگر با وزن 22 تن در قطب مریخ نیز قرار دهند. کاشفان آینده قطعا مایل به بازدید از قطبها هستند زیرا این مناطق احتمالا دارای یخ هستند.
نکته حائز اهمیت این تحقیق این است که برای تولید برق در مریخ، میتوان کارایی انرژی هستهای و انرژی خورشیدی را به صورت ایدهآلی برابر دانست.
دانشمندان عقیده دارند از میزان انرژی اضافی تولید شده در مریخ میتوان برای تقسیم مولکولهای آب به هیدروژن و اکسیژن استفاده کرد. سپس میتوان با استفاده از یک سلول سوختی انرژی ذخیره شده در این گازها را مجددا به برق تبدیل کرد.
آبل گفت: «درحالیکه سیستمهای مورد مطالعه ما برای ماموریتهایی با شش نفر خدمه با 480 روز ماموریت کارآیی دارند، برای ماموریتهای با کلونیهای بزرگتر اوضاع متفاوت خواهد بود. شاید انرژی خورشیدی در این شرایط دیگر پاسخگو نباشد و مجبور باشیم به دنبال روشهای دیگری برای تولید برق در مریخ بگردیم.»
