Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Novinky, zajímavosti, věda a technika v oblasti solární energie.
-
karelkilian
- Příspěvky: 155
- Registrován: úte pro 11, 2018 1:22 pm
Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Dobrý den,
máme tu pátek, a to už tradičně znamená, že jsem tu se článkem k přečtení, zamyšlení a případné diskuzi. Tentokrát se podíváme do vesmíru a probereme otázku, jak tam vyrábět elektřinu.
Přeji hezký den.
Karel Kilián
Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Jedním z cílů generálního ředitele společností Tesla a SpaceX Elona Muska je kolonizace Marsu. Na jedné straně je docela klidně možné, že celý záměr skončí velkou blamáží. Na straně druhé asi nikdy nebylo lidstvo naplnění této myšlenky blíž než v současnosti.
Musk má ty nejlepší předpoklady pro splnění (nejen) svého snu. Má dostatek finančních prostředků (a umí vydělat další), technické znalosti, schopné konstruktéry a neutuchající nadšení. Pro lidi, kteří s ním mají možnost pracovat, vlastně není otázkou, zda někdy budeme kolonizovat Mars, ale kdy se tak stane.
Kolonizace Marsu plná výzev
Osídlení Marsu bude spojeno s celou řadou problémů a výzev, které bude nutné překonat. Mnohé z nich budou ke svému vyřešení vyžadovat elektrickou energii. Ta bude nezbytná pro výrobu kyslíku, pohon nejrůznějších přístrojů a vozítek, zajištění tepla a světla či komunikaci.
Aby byli budoucí obyvatelé Marsu v bezpečí a mise fungovala, bude potřebovat stálý přísun elektřiny. Na Marsu však pochopitelně není žádná elektrická síť, takže tento požadavek bude jedním z hlavních problémů, které bude nutné vyřešit.
Jak tedy bude vypadat první mimoplanetární elektrárna? Redaktoři magazínu Digital Trends se zeptali dvou odborníků, kteří pracují na vývoji vesmírných energetických systémů ve dvou různých agenturách. Pojďme se podívat na to, co se dozvěděli.
Jaderné reaktory ve vesmíru
Plány NASA pro budoucnost výroby energie zahrnují systémy štěpení, při nichž se v reaktoru štěpí atomy uranu a vzniká teplo. Ve srovnání s radioizotopovými systémy (RTG), které pohánějí rovery jako je například Perseverance, mohou tyto systémy vyrábět více energie při zachování relativně malých rozměrů.
V březnu 2018 předvedl Národní úřad pro letectví a vesmír v rámci projektu Kilopower experiment, během kterého byl schopen produkovat 1 kilowatt energie a který by mohl být použit jako základ pro budoucí vesmírné reaktory.
Experiment, označovaný zkratkou KRUSTY (Kilopower Reactor Using Stirling TechnologY), byl poháněn jádrem z uranu 235, o kterém NASA říká, že je „velké asi jako role papírových ručníků“. To vytvářelo teplo, které se pak pomocí mechanismu zvaného Stirlingův motor přeměňovalo na elektřinu.
Budoucí energetický systém na bázi jaderného štěpení bude malý a lehký a mohl by fungovat po dobu nejméně deseti let. Proto se tato koncepce jeví jako naprosto ideální pro budoucí mise na Měsíc a případně i na Mars.
Testovat se bude na Měsíci
V loňském roce vyzvala NASA spolu s ministerstvem energetiky své dodavatele k předložení nápadů na 10kilowattový systém. Čtyři nebo pět takových jednotek by mohlo napájet kosmický příbytek se vším, co k tomu patří - ať už jde o výrobu kyslíku pro raketové palivo či uspokojení potřeb tří až čtyř astronautů, což podle odhadů vyžaduje celkem asi 40 kilowattů.
Dionne Hernandez-Lugo byla vedoucí projektu Kilopower a nyní je zástupkyní vedoucího projektu NASA pro demonstraci technologie štěpení energie na povrchu Měsíce. Pro Digital Trends uvedla, že první jednotku chtějí na Měsíci otestovat během příštího desetiletí.
„Záměrem je předvést systém nejprve na Měsíci v rámci programu Artemis,“ řekla. „Náš projekt se zabývá vývojem desetikilowattového systému a jeho první demonstrací na Měsíci. To nám pomůže porozumět systému.“ Poté by se měly provést případné úpravy konstrukce a systém by mohl být použit při budoucích misích na Mars.
Při prvním testu na Měsíci se počítá s tím, že jednotka zůstane uvnitř lunárního modulu. „V tuto chvíli v rámci naší skupiny převládá myšlenka ponechat systém uvnitř modulu,“ řekla Hernandez-Lugo. „Ale existuje spousta inovací a my v tuto chvíli ty inovace hledáme, abychom zjistili další možnosti, které by měly.“
Interní studie NASA odhaduje, že každá desetikilowattová jednotka bude přibližně šest metrů vysoká a přes dva metry široká, ačkoli přesné rozměry budou záviset na konečném návrhu. Koncepční obrázek, který vytvořila NASA, ukazuje čtyři takové jednotky propojené na povrchu Marsu, jež by zajišťovaly energii pro tamní základnu.
Bezpečnost jaderné energie
Jedním z faktorů, který lidi obvykle zajímá, pokud jde o využívání jaderné energie na Zemi, je bezpečnost, a to platí i pro vesmírné mise. Radioaktivní prvky používané v jaderných reaktorech vyzařují záření, které je nebezpečné pro člověka a může způsobit problémy s elektronickými zařízeními v okolí.
Aby byli lidé i elektronika v bezpečí, jsou štěpné energetické systémy obklopeny silným kovovým stíněním, které záření zadržuje. Jakýkoli nový energetický systém pro misi na Mars by byl na Zemi podroben rozsáhlým testům, aby bylo zajištěno, že je bezpečný i v extrémních podmínkách, jako jsou provozní zkoušky, zkoušky ve vakuu a vibrační zkoušky.
Hernandez-Lugo zdůraznila, že NASA v minulosti uskutečnila již více než 20 misí, při nichž byly použity různé typy jaderných energetických systémů, „takže NASA má zkušenosti s vypouštěním jaderných energetických systémů jak na Měsíc, tak na Mars.“
Obavy z obohaceného uranu
Existuje také obava z používání vysoce obohaceného uranu v energetických systémech. Tento materiál lze použít i k výrobě jaderných zbraní, takže se někteří političtí představitelé obávají, že jeho použití ve vesmírných projektech by mohlo podpořit jeho šíření na Zemi.
Aby se tyto obavy vyřešily, mohly by budoucí štěpné systémy místo toho používat nízko obohacený uran, který se běžně používá v energetických reaktorech na Zemi a není vhodný pro výrobu zbraní. „Projekty s nízko obohaceným uranem jsou velmi atraktivní z hlediska omezení regulace a souladu s nedávnými národními směrnicemi v oblasti jaderné politiky ve vesmíru,“ napsala Hernandez-Lugo.
Nejnovější směrnice o vesmírné politice, kterou Bílý dům vydal v prosinci loňského roku, umožňuje použití vysoce obohaceného uranu pouze v případě, že je schváleno různými vládními orgány a lze prokázat, že je to jediný způsob, jak misi dokončit.
Energie ze slunce
Jaderná energie však není jedinou možností výroby elektřiny. Jednou z nejběžnějších možností napájení vesmírných misí je v současnosti solární energie. Evropská kosmická agentura (ESA) využívá solární energii prakticky pro všechny své mise a její připravované vozítko na Marsu s názvem Rosalind Franklin bude rovněž poháněno sluneční energií.
Vedoucí týmu pokročilých koncepcí v ESA Leopold Summerer, který se zabývá výzkumem nových technologií pro vesmírné mise, uvedl, že solární energie má oproti jaderné výhodu v tom, že nepotřebuje další bezpečnostní opatření.
Poukázal také na to, že rozsáhlé využívání technologií solární energie na Zemi znamená neustálý vývoj, který lze aplikovat na vesmírné mise: „Solární energetika je rychle se rozvíjející technologie, která kromě toho, že je plně obnovitelná, nabízí snadné použití, přístup a vysokou vyspělost,“ uvedl.
Důležitá je efektivita
Rychlé tempo vývoje znamená, že inženýři navrhují panely, které mohou ze stejného množství slunečního světla vyrobit více a více elektřiny. Summerer očekává, že budoucí solární systémy budou i nadále stále účinnější.
„Ve vesmíru je efektivita ještě důležitější než na Zemi a my neustále posouváme technické možnosti,“ řekl Summerer. Relativně malé zvýšení účinnosti a snížení hmotnosti solárních článků může znamenat velký rozdíl v celkových nákladech na solární systémy, zejména u menších plavidel, jako jsou družice.
Stejně jako všechny technologie má však i solární energie svá omezení. „Její nevýhodou je závislost na vnějším zdroji, tedy na slunci, s čímž souvisejí další nevýhody,“ řekl Summerer. V mnoha situacích je energie ze slunce pouze přerušovaná.
Den, noc a vzdálenost
Na planetě s denním a nočním cyklem lze využít baterie k ukládání přebytečné energie přes den a jejímu dodávání v noci. To však do energetického systému přidává další objemný prvek a také další technologicky složitou a teoreticky poruchovou vrstvu.
Jedním z futuristických řešení tohoto problému, o kterém se uvažuje, je vývoj orbitálních solárních elektráren, které by mohly pracovat společně se solárními panely na povrchu. Měly by shromažďovat energii ze Slunce a bezdrátově ji vysílat na povrch. ESA v současné době hledá koncepty, které by tuto myšlenku uskutečnily.
Pokud jde o Mars, je zde několik problémů s využitím solární energie. Jelikož je Mars od Slunce dále než Země, dopadá na jeho povrch méně slunečního světla. To znamená, že kolonizátoři na Marsu budou mít přístup k přibližně polovičnímu slunečnímu záření než na Zemi.
To sice neznamená, že by využití solární energie na Marsu bylo nemožné, jen musí být mise velmi opatrné při využívání energie. Předchozí generace marsovských vozítek NASA, Spirit a Opportunity, využívala solární energii. Stejně tak orbitální sondy, jako je Mars Express a Mars Orbiter Mission, jsou rovněž napájeny sluneční energií.
Prachové bouře
Na Marsu jsou však velkým problémem prachové bouře. Zdejší složitý systém počasí občas vede k mohutným globálním prachovým bouřím, jež dočasně odcloní většinu slunečního světla a prakticky vše na planetě pokryjí vrstvou prachu - včetně solárních panelů. Právě to způsobilo, že neuvěřitelně dlouho sloužící vozítko Opportunity nakonec v roce 2018 „ztratilo vědomí“.
Summerer se domnívá, že kombinací povrchových a orbitálních solárních elektráren by se pravděpodobně dal vyrobit dostatek energie pro lidské potřeby. Zároveň však připustil, že má smysl kombinovat solární energii s jinými zdroji, jako je například jaderná energie.
„Sluneční energie na povrchu a případně doplněná z oběžné dráhy může poskytnout dostatek energie pro osídlení na Marsu, ale jak ukázala nejnovější vozítka, například Perseverance, která právě přistála, někdy malé jaderné zdroje energie poskytují tak velkou konkurenční výhodu, takže bych očekával, že budou hrát také roli,“ napsal.
Výběr správného zdroje energie pro danou misi
Hernandez-Lugo souhlasila s tím, že pro misi na Mars mají potenciální hodnotu všechny druhy energetických systémů, včetně solárních, bateriových a jaderných. „Výběr energetického systému bude záviset na konkrétní misi,“ řekla.
Glennovo výzkumné středisko NASA, kde pracuje, je centrem vývoje a provádí výzkum nejrůznějších možností napájení, včetně baterií, solárních článků, radioizotopových systémů, štěpných energetických systémů a regenerativních palivových článků. Klíčové je vybrat správný zdroj energie pro potřeby mise na základě dostupných zdrojů.
Jaderný systém má pro kolonizační mise zřetelné výhody. Zaprvé, pokud chcete navrhnout energetický systém pro použití na Měsíci i na Marsu, jak to dělá NASA, musíte se vypořádat s dvoutýdenními obdobími tmy na Měsíci.
„Když začnete přemýšlet nad tím, jak navrhnout architekturu mise, která vám umožní mít stálou energii, pak přichází na řadu jaderná energie,“ řekla. „Protože potřebujete spolehlivý systém, který vám zajistí nepřetržité napájení během nočních operací.“
První elektrárna na Marsu
Také pro Mars je také důležitá nepřetržitá výroba energie, zejména kvůli bezpečnost astronautů, kteří tam budou pobývat. Určitě bude potřeba energetický systém, který bude fungovat za jakýchkoli povětrnostních podmínek, dokonce i během prachové bouře, což může zajistit jaderná energie.
Hernandez-Lugo také upozornila, že současné mise NASA na Mars, jako je Mars 2020, využívají kombinaci solární energie pro vrtulník Ingenuity a jaderné energie pro rover Perseverance, aby vyhovovaly konkrétním potřebám mise.
„V současné době se v rámci agentury hledá způsob, jak zdokonalit všechny typy energetických systémů, aby byly k dispozici pro mise, na Měsíc a na Mars,“ řekla Hernandez-Lugo. „Takže pro všechny energetické systémy se určitě najde uplatnění.“
Jaký systém výroby elektřiny vyhraje při kolonizaci Marsu?
Zdroj: digitaltrends.com.
máme tu pátek, a to už tradičně znamená, že jsem tu se článkem k přečtení, zamyšlení a případné diskuzi. Tentokrát se podíváme do vesmíru a probereme otázku, jak tam vyrábět elektřinu.
Přeji hezký den.
Karel Kilián
Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Jedním z cílů generálního ředitele společností Tesla a SpaceX Elona Muska je kolonizace Marsu. Na jedné straně je docela klidně možné, že celý záměr skončí velkou blamáží. Na straně druhé asi nikdy nebylo lidstvo naplnění této myšlenky blíž než v současnosti.
Musk má ty nejlepší předpoklady pro splnění (nejen) svého snu. Má dostatek finančních prostředků (a umí vydělat další), technické znalosti, schopné konstruktéry a neutuchající nadšení. Pro lidi, kteří s ním mají možnost pracovat, vlastně není otázkou, zda někdy budeme kolonizovat Mars, ale kdy se tak stane.
Kolonizace Marsu plná výzev
Osídlení Marsu bude spojeno s celou řadou problémů a výzev, které bude nutné překonat. Mnohé z nich budou ke svému vyřešení vyžadovat elektrickou energii. Ta bude nezbytná pro výrobu kyslíku, pohon nejrůznějších přístrojů a vozítek, zajištění tepla a světla či komunikaci.
Aby byli budoucí obyvatelé Marsu v bezpečí a mise fungovala, bude potřebovat stálý přísun elektřiny. Na Marsu však pochopitelně není žádná elektrická síť, takže tento požadavek bude jedním z hlavních problémů, které bude nutné vyřešit.
Jak tedy bude vypadat první mimoplanetární elektrárna? Redaktoři magazínu Digital Trends se zeptali dvou odborníků, kteří pracují na vývoji vesmírných energetických systémů ve dvou různých agenturách. Pojďme se podívat na to, co se dozvěděli.
Jaderné reaktory ve vesmíru
Plány NASA pro budoucnost výroby energie zahrnují systémy štěpení, při nichž se v reaktoru štěpí atomy uranu a vzniká teplo. Ve srovnání s radioizotopovými systémy (RTG), které pohánějí rovery jako je například Perseverance, mohou tyto systémy vyrábět více energie při zachování relativně malých rozměrů.
V březnu 2018 předvedl Národní úřad pro letectví a vesmír v rámci projektu Kilopower experiment, během kterého byl schopen produkovat 1 kilowatt energie a který by mohl být použit jako základ pro budoucí vesmírné reaktory.
Experiment, označovaný zkratkou KRUSTY (Kilopower Reactor Using Stirling TechnologY), byl poháněn jádrem z uranu 235, o kterém NASA říká, že je „velké asi jako role papírových ručníků“. To vytvářelo teplo, které se pak pomocí mechanismu zvaného Stirlingův motor přeměňovalo na elektřinu.
Budoucí energetický systém na bázi jaderného štěpení bude malý a lehký a mohl by fungovat po dobu nejméně deseti let. Proto se tato koncepce jeví jako naprosto ideální pro budoucí mise na Měsíc a případně i na Mars.
Testovat se bude na Měsíci
V loňském roce vyzvala NASA spolu s ministerstvem energetiky své dodavatele k předložení nápadů na 10kilowattový systém. Čtyři nebo pět takových jednotek by mohlo napájet kosmický příbytek se vším, co k tomu patří - ať už jde o výrobu kyslíku pro raketové palivo či uspokojení potřeb tří až čtyř astronautů, což podle odhadů vyžaduje celkem asi 40 kilowattů.
Dionne Hernandez-Lugo byla vedoucí projektu Kilopower a nyní je zástupkyní vedoucího projektu NASA pro demonstraci technologie štěpení energie na povrchu Měsíce. Pro Digital Trends uvedla, že první jednotku chtějí na Měsíci otestovat během příštího desetiletí.
„Záměrem je předvést systém nejprve na Měsíci v rámci programu Artemis,“ řekla. „Náš projekt se zabývá vývojem desetikilowattového systému a jeho první demonstrací na Měsíci. To nám pomůže porozumět systému.“ Poté by se měly provést případné úpravy konstrukce a systém by mohl být použit při budoucích misích na Mars.
Při prvním testu na Měsíci se počítá s tím, že jednotka zůstane uvnitř lunárního modulu. „V tuto chvíli v rámci naší skupiny převládá myšlenka ponechat systém uvnitř modulu,“ řekla Hernandez-Lugo. „Ale existuje spousta inovací a my v tuto chvíli ty inovace hledáme, abychom zjistili další možnosti, které by měly.“
Interní studie NASA odhaduje, že každá desetikilowattová jednotka bude přibližně šest metrů vysoká a přes dva metry široká, ačkoli přesné rozměry budou záviset na konečném návrhu. Koncepční obrázek, který vytvořila NASA, ukazuje čtyři takové jednotky propojené na povrchu Marsu, jež by zajišťovaly energii pro tamní základnu.
Bezpečnost jaderné energie
Jedním z faktorů, který lidi obvykle zajímá, pokud jde o využívání jaderné energie na Zemi, je bezpečnost, a to platí i pro vesmírné mise. Radioaktivní prvky používané v jaderných reaktorech vyzařují záření, které je nebezpečné pro člověka a může způsobit problémy s elektronickými zařízeními v okolí.
Aby byli lidé i elektronika v bezpečí, jsou štěpné energetické systémy obklopeny silným kovovým stíněním, které záření zadržuje. Jakýkoli nový energetický systém pro misi na Mars by byl na Zemi podroben rozsáhlým testům, aby bylo zajištěno, že je bezpečný i v extrémních podmínkách, jako jsou provozní zkoušky, zkoušky ve vakuu a vibrační zkoušky.
Hernandez-Lugo zdůraznila, že NASA v minulosti uskutečnila již více než 20 misí, při nichž byly použity různé typy jaderných energetických systémů, „takže NASA má zkušenosti s vypouštěním jaderných energetických systémů jak na Měsíc, tak na Mars.“
Obavy z obohaceného uranu
Existuje také obava z používání vysoce obohaceného uranu v energetických systémech. Tento materiál lze použít i k výrobě jaderných zbraní, takže se někteří političtí představitelé obávají, že jeho použití ve vesmírných projektech by mohlo podpořit jeho šíření na Zemi.
Aby se tyto obavy vyřešily, mohly by budoucí štěpné systémy místo toho používat nízko obohacený uran, který se běžně používá v energetických reaktorech na Zemi a není vhodný pro výrobu zbraní. „Projekty s nízko obohaceným uranem jsou velmi atraktivní z hlediska omezení regulace a souladu s nedávnými národními směrnicemi v oblasti jaderné politiky ve vesmíru,“ napsala Hernandez-Lugo.
Nejnovější směrnice o vesmírné politice, kterou Bílý dům vydal v prosinci loňského roku, umožňuje použití vysoce obohaceného uranu pouze v případě, že je schváleno různými vládními orgány a lze prokázat, že je to jediný způsob, jak misi dokončit.
Energie ze slunce
Jaderná energie však není jedinou možností výroby elektřiny. Jednou z nejběžnějších možností napájení vesmírných misí je v současnosti solární energie. Evropská kosmická agentura (ESA) využívá solární energii prakticky pro všechny své mise a její připravované vozítko na Marsu s názvem Rosalind Franklin bude rovněž poháněno sluneční energií.
Vedoucí týmu pokročilých koncepcí v ESA Leopold Summerer, který se zabývá výzkumem nových technologií pro vesmírné mise, uvedl, že solární energie má oproti jaderné výhodu v tom, že nepotřebuje další bezpečnostní opatření.
Poukázal také na to, že rozsáhlé využívání technologií solární energie na Zemi znamená neustálý vývoj, který lze aplikovat na vesmírné mise: „Solární energetika je rychle se rozvíjející technologie, která kromě toho, že je plně obnovitelná, nabízí snadné použití, přístup a vysokou vyspělost,“ uvedl.
Důležitá je efektivita
Rychlé tempo vývoje znamená, že inženýři navrhují panely, které mohou ze stejného množství slunečního světla vyrobit více a více elektřiny. Summerer očekává, že budoucí solární systémy budou i nadále stále účinnější.
„Ve vesmíru je efektivita ještě důležitější než na Zemi a my neustále posouváme technické možnosti,“ řekl Summerer. Relativně malé zvýšení účinnosti a snížení hmotnosti solárních článků může znamenat velký rozdíl v celkových nákladech na solární systémy, zejména u menších plavidel, jako jsou družice.
Stejně jako všechny technologie má však i solární energie svá omezení. „Její nevýhodou je závislost na vnějším zdroji, tedy na slunci, s čímž souvisejí další nevýhody,“ řekl Summerer. V mnoha situacích je energie ze slunce pouze přerušovaná.
Den, noc a vzdálenost
Na planetě s denním a nočním cyklem lze využít baterie k ukládání přebytečné energie přes den a jejímu dodávání v noci. To však do energetického systému přidává další objemný prvek a také další technologicky složitou a teoreticky poruchovou vrstvu.
Jedním z futuristických řešení tohoto problému, o kterém se uvažuje, je vývoj orbitálních solárních elektráren, které by mohly pracovat společně se solárními panely na povrchu. Měly by shromažďovat energii ze Slunce a bezdrátově ji vysílat na povrch. ESA v současné době hledá koncepty, které by tuto myšlenku uskutečnily.
Pokud jde o Mars, je zde několik problémů s využitím solární energie. Jelikož je Mars od Slunce dále než Země, dopadá na jeho povrch méně slunečního světla. To znamená, že kolonizátoři na Marsu budou mít přístup k přibližně polovičnímu slunečnímu záření než na Zemi.
To sice neznamená, že by využití solární energie na Marsu bylo nemožné, jen musí být mise velmi opatrné při využívání energie. Předchozí generace marsovských vozítek NASA, Spirit a Opportunity, využívala solární energii. Stejně tak orbitální sondy, jako je Mars Express a Mars Orbiter Mission, jsou rovněž napájeny sluneční energií.
Prachové bouře
Na Marsu jsou však velkým problémem prachové bouře. Zdejší složitý systém počasí občas vede k mohutným globálním prachovým bouřím, jež dočasně odcloní většinu slunečního světla a prakticky vše na planetě pokryjí vrstvou prachu - včetně solárních panelů. Právě to způsobilo, že neuvěřitelně dlouho sloužící vozítko Opportunity nakonec v roce 2018 „ztratilo vědomí“.
Summerer se domnívá, že kombinací povrchových a orbitálních solárních elektráren by se pravděpodobně dal vyrobit dostatek energie pro lidské potřeby. Zároveň však připustil, že má smysl kombinovat solární energii s jinými zdroji, jako je například jaderná energie.
„Sluneční energie na povrchu a případně doplněná z oběžné dráhy může poskytnout dostatek energie pro osídlení na Marsu, ale jak ukázala nejnovější vozítka, například Perseverance, která právě přistála, někdy malé jaderné zdroje energie poskytují tak velkou konkurenční výhodu, takže bych očekával, že budou hrát také roli,“ napsal.
Výběr správného zdroje energie pro danou misi
Hernandez-Lugo souhlasila s tím, že pro misi na Mars mají potenciální hodnotu všechny druhy energetických systémů, včetně solárních, bateriových a jaderných. „Výběr energetického systému bude záviset na konkrétní misi,“ řekla.
Glennovo výzkumné středisko NASA, kde pracuje, je centrem vývoje a provádí výzkum nejrůznějších možností napájení, včetně baterií, solárních článků, radioizotopových systémů, štěpných energetických systémů a regenerativních palivových článků. Klíčové je vybrat správný zdroj energie pro potřeby mise na základě dostupných zdrojů.
Jaderný systém má pro kolonizační mise zřetelné výhody. Zaprvé, pokud chcete navrhnout energetický systém pro použití na Měsíci i na Marsu, jak to dělá NASA, musíte se vypořádat s dvoutýdenními obdobími tmy na Měsíci.
„Když začnete přemýšlet nad tím, jak navrhnout architekturu mise, která vám umožní mít stálou energii, pak přichází na řadu jaderná energie,“ řekla. „Protože potřebujete spolehlivý systém, který vám zajistí nepřetržité napájení během nočních operací.“
První elektrárna na Marsu
Také pro Mars je také důležitá nepřetržitá výroba energie, zejména kvůli bezpečnost astronautů, kteří tam budou pobývat. Určitě bude potřeba energetický systém, který bude fungovat za jakýchkoli povětrnostních podmínek, dokonce i během prachové bouře, což může zajistit jaderná energie.
Hernandez-Lugo také upozornila, že současné mise NASA na Mars, jako je Mars 2020, využívají kombinaci solární energie pro vrtulník Ingenuity a jaderné energie pro rover Perseverance, aby vyhovovaly konkrétním potřebám mise.
„V současné době se v rámci agentury hledá způsob, jak zdokonalit všechny typy energetických systémů, aby byly k dispozici pro mise, na Měsíc a na Mars,“ řekla Hernandez-Lugo. „Takže pro všechny energetické systémy se určitě najde uplatnění.“
Jaký systém výroby elektřiny vyhraje při kolonizaci Marsu?
Zdroj: digitaltrends.com.
-
vlkazajac
- R.I.P.
- Příspěvky: 3481
- Registrován: úte čer 11, 2013 10:40 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Bez batérií to zrejme nepôjde. Spotreba nebude konštantná, lebo v prípade reaktora s limitovaným výkonom bude treba rozdeľovať výkon pre technológie a zaistenie funkcií pre život, predsa len bude fungovať režim deň / noc. Neviem ani zďaleka odhadnúť podiel energie na vykurovanie a chladenie, pretože pri jestvujúcej ( hoci riedkej ) atmosfére bude vplyv nestálych vetrov prítomný. Aký sa dá dosiahnuť tepelný odpor konštrukcie obytných častí - netuším vôbec.
Z toho mi vychádza, že reaktor + akumulátor by bol celkom fajn, ale čo ten problém bezpečnosti ? Ak budeme počítať s impaktami vesmírneho materiálu na Mars, je to riziko vážne. Predstavme si, že reaktor trafí nejaký šutrík a zamorená je celá kolónia. 500 m kábla, chráneného proti abrázii, od vzdialeného reaktora je asi mimo plán.
Predstavujem si FV panely, chránené automatikou pred silným vetrom, keďže bez batérií to aj tak nepôjde. Keď padne jeden z viacerých, nič sa nestane. A miesta je tam dosť, aj dlllllho bude. Tiež neviem, aké brusivo to tam lieta v atmosfére. Možno to nie je problém, tak potom zostáva panely sem tam očistiť od prachu veveričou štetkou ...... Nehlásim sa
Zlaté prc..y .....
Z toho mi vychádza, že reaktor + akumulátor by bol celkom fajn, ale čo ten problém bezpečnosti ? Ak budeme počítať s impaktami vesmírneho materiálu na Mars, je to riziko vážne. Predstavme si, že reaktor trafí nejaký šutrík a zamorená je celá kolónia. 500 m kábla, chráneného proti abrázii, od vzdialeného reaktora je asi mimo plán.
Predstavujem si FV panely, chránené automatikou pred silným vetrom, keďže bez batérií to aj tak nepôjde. Keď padne jeden z viacerých, nič sa nestane. A miesta je tam dosť, aj dlllllho bude. Tiež neviem, aké brusivo to tam lieta v atmosfére. Možno to nie je problém, tak potom zostáva panely sem tam očistiť od prachu veveričou štetkou ...... Nehlásim sa
Zlaté prc..y .....
750 Wp, LS3024B, 18650 - 198P8S 30,4 V, Multiplus C 800 nonstop / všetky slabé spotrebiče
1950 Wp, 2 x LS3024B, VS2024N, olovo - 330 Ah / 24 V, Carspa 3000 sin deň / silné spotrebiče a ohrev TUV
5995 kWh za meničmi za posledné 2 roky.
1950 Wp, 2 x LS3024B, VS2024N, olovo - 330 Ah / 24 V, Carspa 3000 sin deň / silné spotrebiče a ohrev TUV
5995 kWh za meničmi za posledné 2 roky.
-
ikovlabs
- Příspěvky: 572
- Registrován: úte črc 22, 2014 6:14 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Silny vietor...? No tak - vela pozeras na sci-fi..
-
vlkazajac
- R.I.P.
- Příspěvky: 3481
- Registrován: úte čer 11, 2013 10:40 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
No, nebol som tam. Nechcem sa hádať, ale tiež by sme nemali vytvárať dojem, že o nič nejde. Pozerám na vševediacu wiki a tam píšu toto :
"...Počas búrok môžu vetry na povrchu planéty dosahovať rýchlosť až okolo 200 km/h. Tieto vetry vynášajú do atmosféry prachové častice s obsahom magnetitu, ktoré v konečnom dôsledku spôsobujú žltkastú až červenú farbu marťanskej oblohy. Priemerná rýchlosť vetra je však len 35 až 50 km/h.[11] Kvôli redšej atmosfére vietor nemá takú silu ako vietor s rovnakou rýchlosťou na Zemi. ..."
Ešte tak spýtať sa geológov, ako vyzerá ten magnetit. Možno by panelom vôbec nevadil.
Celkom nerozumiem, prečo niektoré národy majú potrebu kolonizovať, najprv na Zemi a potom vo vesmíre. Čo takto usporiadať pomery doma, urobiť všade miesto pre život a trochu usmerniť nezmyselný rast populácie ? Veď to je akútnejšia potreba ako skúmať vietor na Marse ...
"...Počas búrok môžu vetry na povrchu planéty dosahovať rýchlosť až okolo 200 km/h. Tieto vetry vynášajú do atmosféry prachové častice s obsahom magnetitu, ktoré v konečnom dôsledku spôsobujú žltkastú až červenú farbu marťanskej oblohy. Priemerná rýchlosť vetra je však len 35 až 50 km/h.[11] Kvôli redšej atmosfére vietor nemá takú silu ako vietor s rovnakou rýchlosťou na Zemi. ..."
Ešte tak spýtať sa geológov, ako vyzerá ten magnetit. Možno by panelom vôbec nevadil.
Celkom nerozumiem, prečo niektoré národy majú potrebu kolonizovať, najprv na Zemi a potom vo vesmíre. Čo takto usporiadať pomery doma, urobiť všade miesto pre život a trochu usmerniť nezmyselný rast populácie ? Veď to je akútnejšia potreba ako skúmať vietor na Marse ...
750 Wp, LS3024B, 18650 - 198P8S 30,4 V, Multiplus C 800 nonstop / všetky slabé spotrebiče
1950 Wp, 2 x LS3024B, VS2024N, olovo - 330 Ah / 24 V, Carspa 3000 sin deň / silné spotrebiče a ohrev TUV
5995 kWh za meničmi za posledné 2 roky.
1950 Wp, 2 x LS3024B, VS2024N, olovo - 330 Ah / 24 V, Carspa 3000 sin deň / silné spotrebiče a ohrev TUV
5995 kWh za meničmi za posledné 2 roky.
-
ikovlabs
- Příspěvky: 572
- Registrován: úte črc 22, 2014 6:14 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
No to je mozne ale kukni na hustotu tej atmosfery ...panely niesu prach.
-
jahodovák
- Příspěvky: 2028
- Registrován: ned dub 02, 2017 3:45 pm
- Lokalita: podhůří Orlických hor
- Výkon panelů [Wp]: 7500
- Chci prodávat energii: NE
- Chci/Mám dotaci: NE
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Tak nějak nevím,ještě není dost elektřiny tady a už ji chtějí vyrábět někde jinde....než vyřeší cestování,tak jistě i výrobu..
7,5kWp-
aexpert max 8 kw,power jack 10 kw a cca 45kW LIFE A LION
aexpert max 8 kw,power jack 10 kw a cca 45kW LIFE A LION
-
ikovlabs
- Příspěvky: 572
- Registrován: úte črc 22, 2014 6:14 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
"Celkom nerozumiem, prečo niektoré národy majú potrebu kolonizovať, najprv na Zemi a potom vo vesmíre. Čo takto usporiadať pomery doma, urobiť všade miesto pre život a trochu usmerniť nezmyselný rast populácie ? Veď to je akútnejšia potreba ako skúmať vietor na Marse ..."
Protoze je potreba obratit enegii lidstva smerem ven anebo se tu vymlatime.Navic pokud se vymlatime na jedne planete tak to nebude automaticky konec lidstva.Pokud by se energie pouzila misto na svetove valky na kolonizaci vesmiru uz jsme na kraji slunecni soustavy....
Protoze je potreba obratit enegii lidstva smerem ven anebo se tu vymlatime.Navic pokud se vymlatime na jedne planete tak to nebude automaticky konec lidstva.Pokud by se energie pouzila misto na svetove valky na kolonizaci vesmiru uz jsme na kraji slunecni soustavy....
-
chatař
- Příspěvky: 861
- Registrován: stř bře 20, 2019 4:05 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Elektřinu na Marsu podle mě jedině z jádra. A proč expandovat do vesmíru? Jeden astronom se vyjádřil v tom smyslu, že civilizace, která zůstane uvězněna na své planetě, dříve nebo později zanikne. Slunce a Země přece také zaniknou, takže chce-li naše civilizace získat téměř nesmrtelnost, bude muset kolonizovat cizí planetární systémy. Prostě najít si "volnou" planetu, na které nežijí inteligentní bytosti. A to je hudba velmi vzdálené budoucnosti.
11S (8 REC 295Wp POLY + 3 Canadian Solar 300Wp) Axpert VM II 24V/3000W, 2P Canadian Solar + MPPT Victron Smart Solar 100/20 + Carspa 24/230, 600W Pure sine + 4x Varta 6V/232Ah.
-
brin
- Příspěvky: 930
- Registrován: sob úno 18, 2012 3:59 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Panely nejsou prach, ale zároveň na Marsu ty panely váží jen lehce přes 1/3 toho co na Zemi.ikovlabs píše:No to je mozne ale kukni na hustotu tej atmosfery ...panely niesu prach.
-
ikovlabs
- Příspěvky: 572
- Registrován: úte črc 22, 2014 6:14 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
OK tak privazat na pytel prachu a je. 
-
vlkazajac
- R.I.P.
- Příspěvky: 3481
- Registrován: úte čer 11, 2013 10:40 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
S tou elektrinou sa to dá riešiť, spôsob sa nájde.
Ale celkom OT sa vynára téma kolonizácie Marsu, prípadne iných svetov. Je to chyméra. Ak ľudstvo na Zemi zanikne, zanikne celkom. Jednoducho nie je čas na adaptáciu ľudského života v kozme. Predstavte si generáciu ľudí, ktorá hoci na Marse splodí ďalšiu generáciu a tá ďalšiu, atď., v podmienkach inej gravitácie, pod vplyvom kozmického žiarenia, v syntetickom prostredí. Nebude možné vytvoriť dostatok voľného priestoru s prirodzenou atmosférou.
Je niečo iné vytvoriť na Marse životné podmienky v náhradnom priestore pre desiatku výzkumníkov s mohutnou podporou zo zeme ako vytvoriť priestor pre svojbytnú nezávislú spoločnosť. Koľko ľudí musíte dať na kopu, aby ste zaistili potrebný priemysel, výrobu potravín ( prepelice nestačia ), školstvo a vedu, zdravotníctvo, kultúru, a mnoho iného? 100 000 alebo celý milión ? Určite nebudú kvočať pod nejakou kupolou a radovať sa zo života.
Už sme to tu mali - na Zemi chcel niekto poručiť vetru a dažďu. Silná Amerika trpí stále viac tornádami a hurikánmi, už to máme stále častejšie aj doma. Len z ekonomického hľadiska - oplatilo by sa, keby celý Texas riešil výskumnú úlohu a našiel by riešenie. No kde ste, noví stvoritelia ? Vykecávať sa o nových svetoch môže akurát Julko Verne.
NEBUDE ČAS !
Celé snaženie okolo Marsu prinesie rozvoj technológií, kýbel adrenalínu a jediný prospech tipujem vo vojenstve a v rabovaní surovín. To je verím možné, v zásade je to o hľadaní a využití energie. Otázka v tomto vlákne je na mieste, to áno.
Ale celkom OT sa vynára téma kolonizácie Marsu, prípadne iných svetov. Je to chyméra. Ak ľudstvo na Zemi zanikne, zanikne celkom. Jednoducho nie je čas na adaptáciu ľudského života v kozme. Predstavte si generáciu ľudí, ktorá hoci na Marse splodí ďalšiu generáciu a tá ďalšiu, atď., v podmienkach inej gravitácie, pod vplyvom kozmického žiarenia, v syntetickom prostredí. Nebude možné vytvoriť dostatok voľného priestoru s prirodzenou atmosférou.
Je niečo iné vytvoriť na Marse životné podmienky v náhradnom priestore pre desiatku výzkumníkov s mohutnou podporou zo zeme ako vytvoriť priestor pre svojbytnú nezávislú spoločnosť. Koľko ľudí musíte dať na kopu, aby ste zaistili potrebný priemysel, výrobu potravín ( prepelice nestačia ), školstvo a vedu, zdravotníctvo, kultúru, a mnoho iného? 100 000 alebo celý milión ? Určite nebudú kvočať pod nejakou kupolou a radovať sa zo života.
Už sme to tu mali - na Zemi chcel niekto poručiť vetru a dažďu. Silná Amerika trpí stále viac tornádami a hurikánmi, už to máme stále častejšie aj doma. Len z ekonomického hľadiska - oplatilo by sa, keby celý Texas riešil výskumnú úlohu a našiel by riešenie. No kde ste, noví stvoritelia ? Vykecávať sa o nových svetoch môže akurát Julko Verne.
NEBUDE ČAS !
Celé snaženie okolo Marsu prinesie rozvoj technológií, kýbel adrenalínu a jediný prospech tipujem vo vojenstve a v rabovaní surovín. To je verím možné, v zásade je to o hľadaní a využití energie. Otázka v tomto vlákne je na mieste, to áno.
750 Wp, LS3024B, 18650 - 198P8S 30,4 V, Multiplus C 800 nonstop / všetky slabé spotrebiče
1950 Wp, 2 x LS3024B, VS2024N, olovo - 330 Ah / 24 V, Carspa 3000 sin deň / silné spotrebiče a ohrev TUV
5995 kWh za meničmi za posledné 2 roky.
1950 Wp, 2 x LS3024B, VS2024N, olovo - 330 Ah / 24 V, Carspa 3000 sin deň / silné spotrebiče a ohrev TUV
5995 kWh za meničmi za posledné 2 roky.
-
ikovlabs
- Příspěvky: 572
- Registrován: úte črc 22, 2014 6:14 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
No tak - este nedavno sa behalo s cervenym praporikom pred autom....
-
camel1cz
- Příspěvky: 806
- Registrován: pon bře 21, 2011 11:12 pm
- Lokalita: Lounsko
- Systémové napětí: 48V
- Výkon panelů [Wp]: 3780
- Kapacita baterie [kWh]: 18
- Chci prodávat energii: NE
- Chci/Mám dotaci: NE
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Souhlas, až na ten pesimistický odhad možností - srovnal bych to s kolonizací Ameriky, i když tenkrát to stálo proti vesmírnému programu "pár korun" (2 miliony španělských maravedisů = cca. 1 milion dnešních USD). Složitost technologie se určitě srovnat dá a lidstvo to zvládlo. A v Americe teď také nesedí pár lidí kterým vozíme inkoust a obilí.vlkazajac píše:Ale celkom OT sa vynára téma kolonizácie Marsu, prípadne iných svetov. Je to chyméra.
Jsem přesvědčený, že s Marsem nebo jiným tělesem Sluneční soustavy to bude stejné. Začne to určitě výzkumem, pak těžbou (čert ví, co tam je) a pak se tam pomalu začne stěhovat i výroba. Jednoduše proto, že cena dopravy tuny materiálu tam (nebo zpět) bude stát horentní sumy a tedy se tam bude vozit jen to nejnutnější a zpátky jen diamanty
do doby, než se najde levnější způsob přepravy, atd. atp....pokrok nezastavíš.
5 kVA Axpert King @ 3,78 kWp [3s4p AUO 315Wp mono]
18 kWh [5x Pylontech US3000]
Rozpracováno:
a) 5 kVA Axpert King @ 1,89 kWp [6x AUO 315Wp mono] do paralelu k prvnímu
b) 15x 280 Ah LiFePo4, JK BMS paralelně k Pylontechům
c) Fangpusun MPPT 150/70 Tr @ 5,52 kWp [12 x AS 460Wp mono]
18 kWh [5x Pylontech US3000]
Rozpracováno:
a) 5 kVA Axpert King @ 1,89 kWp [6x AUO 315Wp mono] do paralelu k prvnímu
b) 15x 280 Ah LiFePo4, JK BMS paralelně k Pylontechům
c) Fangpusun MPPT 150/70 Tr @ 5,52 kWp [12 x AS 460Wp mono]
-
vlkazajac
- R.I.P.
- Příspěvky: 3481
- Registrován: úte čer 11, 2013 10:40 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Neopomínajte prosím moju pochybnosť o tom, že sa ľudstvo dokáže presídliť do iného sveta. Taký nebude ani sa nedá pripraviť. Náš priestor pre život je obmedzený a je len tu. Vesmírna Noemova archa nemá kde pristáť. Zaujímavý by bol aj zoznam cestujúcich. Koho by vzali, koho nie 
Rabovať môžu aj roboti.
Rabovať môžu aj roboti.
750 Wp, LS3024B, 18650 - 198P8S 30,4 V, Multiplus C 800 nonstop / všetky slabé spotrebiče
1950 Wp, 2 x LS3024B, VS2024N, olovo - 330 Ah / 24 V, Carspa 3000 sin deň / silné spotrebiče a ohrev TUV
5995 kWh za meničmi za posledné 2 roky.
1950 Wp, 2 x LS3024B, VS2024N, olovo - 330 Ah / 24 V, Carspa 3000 sin deň / silné spotrebiče a ohrev TUV
5995 kWh za meničmi za posledné 2 roky.
-
brin
- Příspěvky: 930
- Registrován: sob úno 18, 2012 3:59 pm
Re: Jak budeme vyrábět elektřinu na Marsu?
Dostat suroviny z pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem zpátky na Zemi není nijak zvlášť náročné, pokud se vám podaří tam vytvořit nějakou infrastrukturu a získáte základní zdroje vody a dalších surovin. Energie tam Slunce ve vesmíru dodává stále dost. Bude to chtít jen čas, dobré výpočty a pár jednorázových raketových motorů vyrobených v místě i s palivem. Zbytek za nás vykoná orbitální mechanika sluneční soustavy. A je jasné, že se bude mířit spíše na orbitu kolem Měsíce, byť to bude asi složitější, protože riziko netrefení orbity Země bude příliš velké.
-
- Podobná témata
- Odpovědi
- Zobrazení
- Poslední příspěvek
-
- 199 Odpovědi
- 9569 Zobrazení
-
Poslední příspěvek od cipis
-
- 26 Odpovědi
- 6947 Zobrazení
-
Poslední příspěvek od Nautilus
-
- 1 Odpovědi
- 663 Zobrazení
-
Poslední příspěvek od KUTIL
-
- 0 Odpovědi
- 1585 Zobrazení
-
Poslední příspěvek od karelkilian
-
-
Dell bude vyrábět „zelenější“ počítače
od karelkilian » » v Magazín MyPower.CZ
Dell bude vyrábět „zelenější“ počítače
- 1 Odpovědi
- 524 Zobrazení
-
Poslední příspěvek od zbek
-