Energía solar en un futuro estilo de vida marciano
Durante las próximas dos décadas, los humanos viajarán a Marte en misiones a largo plazo que durarán más de 400 días. Estancias tan largas significan la construcción de ciudades marcianas, completas con hábitats seguros, laboratorios y otras infraestructuras. Los futuros marcianos tendrán que hacer mucho para sobrevivir. Construirán sus ciudades, harán su propia comida, destilarán agua, crearán combustible, fabricarán medicinas y crearán otros suministros. Para hacer esto, usarán las instalaciones de artesanía que traen. Todo esto requiere poder. Un monton. Como todos sabemos, Marte obviamente carece de formas obvias de generar electricidad. Entonces, ¿qué harán nuestros intrépidos exploradores para generar energía para su nueva vida en el Planeta Rojo?
¡Marte necesita energía!
La sabiduría convencional dice que las unidades de energía nuclear similares a las que alimentan otras naves espaciales son la mejor opción. Son limpios, fiables y duraderos. Lo malo es que pesan mucho. Una nave espacial con destino a Marte estará muy limitada en lo que puede transportar. Eso sí, contará con tripulación y combustible. Sin embargo, todas estas personas necesitarán suministros, incluidos paquetes de energía para uso en la superficie. Resulta que la mayoría de los cohetes actuales solo pueden transportar alrededor de 100 toneladas (sin incluir el combustible). Una sola planta de energía nuclear que proporcione alrededor de un kilovatio de electricidad representaría alrededor de 9,5 toneladas. Sin embargo, no es insuperable. Pero los planificadores de misiones quieren minimizar el peso de una misión para aprovechar al máximo su inversión. ¿Y si hubiera una alternativa más ligera a la nuclear? ¿Te gusta la energía solar?
Esa es la pregunta que querían responder un par de estudiantes graduados de la Universidad de California, Berkeley. Así que hicieron un proyecto de investigación sobre futuras fuentes de energía para los colonos marcianos. Aaron Berliner se especializa en ingeniería nuclear mientras que Anthony Abel está interesado en los avances en celdas fotovoltaicas para energía solar. Juntos, analizaron las necesidades energéticas de una misión de seis personas que permanecería en Marte durante 480 días. En particular, observaron sitios en Marte donde la energía solar podría tener mucho sentido. Y lo que encontraron parece confundir la sabiduría convencional.
Si nuestros futuros marcianos se asientan en latitudes medias, especialmente alrededor de las regiones ecuatoriales del planeta, las plantas de energía solar podrían tener prioridad sobre la energía nuclear. ¿Por qué? En primer lugar, las latitudes medias reciben mucho sol, entonces, ¿por qué no aprovecharlo? En segundo lugar, las células solares pesan menos que las plantas de energía nuclear. Para lograr la misma potencia que una planta de energía nuclear, la tecnología solar de próxima generación solo requeriría alrededor de 8,3 toneladas de carga. Este es un ahorro de peso significativo en comparación con la energía nuclear.
Marte y la energía solar de última generación
¿De qué tipo de celdas de energía estamos hablando aquí? Berliner y Abel examinaron sistemas que utilizan energía fotovoltaica con electrólisis. Es decir, usan electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Los estudiantes también calcularon que parte de la energía generada durante el día se usaría para producir gas hidrógeno para celdas de combustible. Esto es más o menos similar a cómo algunos hogares y negocios aquí en la Tierra usan energía solar para almacenar energía en Powerwalls y baterías para uso nocturno.
La buena noticia ? Toda esta bondad de la energía solar es posible con las tecnologías fotovoltaicas actuales. Y, por supuesto, la tecnología mejora constantemente, por lo que para cuando una misión a Marte esté lista para despegar, las nuevas versiones de las células solares actuales estarán listas para usar.
«Los paneles de silicio que tiene en su techo, con construcción de acero, respaldo de vidrio, etc., simplemente no competirán con la nueva y mejorada energía nuclear», dijo Abel en un Comunicado de prensa de la Universidad de California en Berkeley«Pero estos nuevos paneles livianos y flexibles de repente están cambiando realmente esa conversación».
ventaja: energía solar
Los beneficios de la energía solar en Marte superan los problemas. Aunque los colonos a veces tienen que limpiar el polvo de las celdas, su peso más ligero significa que se podrían enviar más paneles a Marte. Esto incluye copias de seguridad de los sistemas principales. A medida que nuevas células más livianas entren en funcionamiento, la energía solar podría ser la principal fuente de energía para futuras colonias de Marte. Eso no significa que la energía nuclear tampoco estará allí. A la larga, los colonos pueden necesitar toda la tecnología de generación de energía que puedan obtener, tanto por su confiabilidad como por su flexibilidad. Y, en un futuro cercano, con la necesidad de reducir costos, la energía solar bien puede ser el camino a seguir.
Para más información, el artículo que escribieron Abel y Berliner se titula «La generación de energía fotovoltaica puede apoyar la exploración humana en Marte»y publicado en Fronteras en astronomía y ciencia espacial. Su trabajo fue financiado por la NASA y la Fundación Nacional de Ciencias.
