Por notimundo abril 27, 2022, 6:55 am 1.5k Vistas
Los futuros astronautas podrían sobrevivir en la superficie de Marte gracias a los generadores de energía solar, después de que los científicos descubran que son más eficientes energéticamente que la energía nuclear.
El objetivo de que los humanos pongan un pie en Marte ha estado a la vanguardia de la imaginación y la ciencia ficción durante décadas, y parece que se convertirá en realidad dentro de 20 años.
Un equipo de investigación de la Universidad de California, Berkeley, examinó los niveles de producción de energía de diferentes tipos de tecnología y descubrió que una expedición humana en la superficie sería más eficiente si estuviera alimentada por energía solar.
Esto va en contra de la sabiduría convencional, que sugería que la única opción realista para establecer una colonia en la fría y árida superficie marciana era la nuclear.
Grandes paneles solares podrían generar electricidad que luego se puede usar para dividir moléculas de agua para producir hidrógeno, que se puede usar en celdas de combustible para generar energía, y también pueden usar el hidrógeno con nitrógeno para producir fertilizantes de amoníaco.
El autor principal del estudio, Anthony Abel, dijo que, además de la fuente de alimentación, es importante considerar el elemento humano de una colonia en Marte, lo que incluye evitar el sexismo y el racismo.
Los futuros astronautas podrían sobrevivir en la superficie de Marte gracias a los generadores de energía solar, después de que los científicos descubrieran que son más eficientes energéticamente que la energía nuclear.
El concepto de usar paneles solares de matriz múltiple para proporcionar energía no es nuevo: es la fuente de algunos rovers de Marte de la NASA y la próxima misión del asteroide Psyche.
El equipo, incluido el coautor principal, Aaron Berliner, estudiante graduado de bioingeniería, decidió descubrir de una vez por todas la mejor fuente de energía.
Los cálculos tomaron en cuenta la cantidad de masa del equipo que sería necesario transportar desde la Tierra a la superficie marciana para una misión de seis personas.
En concreto, cuantificaron los requisitos de un sistema de propulsión nuclear frente a diferentes dispositivos fotovoltaicos e incluso fotoelectroquímicos.
Si bien la producción de energía de un dispositivo de fisión nuclear miniaturizado es independiente de la ubicación, lo que significa que no importa en qué lugar de Marte se coloque, la productividad de las soluciones alimentadas por energía solar depende de la intensidad solar, la temperatura de la superficie y otros factores que determinarían dónde. un puesto de avanzada no nuclear estaría ubicado de manera óptima.
Esto requirió el modelado y la contabilidad de una serie de factores, como la forma en que los gases y las partículas en la atmósfera podrían absorber y dispersar la luz, lo que afectaría la cantidad de radiación solar en la superficie del planeta, explicó el equipo.
Descubrieron que una matriz fotovoltaica que utiliza hidrógeno comprimido para el almacenamiento de energía sería la solución ideal para una futura colonia marciana.
El objetivo de que los humanos pongan un pie en Marte ha estado a la vanguardia de la imaginación y la ciencia ficción durante décadas, y parece que se convertirá en realidad dentro de 20 años.
En el ecuador, lo que el equipo llama la «masa de arrastre» de dicho sistema es de unas 8,3 toneladas frente a las 9,5 toneladas de la energía nuclear.
El sistema basado en la energía solar se vuelve menos sostenible más cerca del ecuador con más de 22 toneladas, pero supera a la energía de fisión en aproximadamente el 50 por ciento de la superficie marciana.
Marte es el cuarto planeta desde el sol, con un mundo polvoriento, frío y desértico ‘casi muerto’ con una atmósfera muy delgada.
Marte también es un planeta dinámico con estaciones, casquetes polares, cañones, volcanes extintos y evidencia de que fue aún más activo en el pasado.
Es uno de los planetas más explorados del sistema solar y el único planeta que los humanos han enviado rovers para explorar.
Un día en Marte dura un poco más de 24 horas y un año son 687 días terrestres.
Área de superficie : 144,8 millones de km²
Distancia desde el sol : 227,9 millones de km
«Creo que es bueno que el resultado se haya dividido bastante cerca de la mitad», dijo Berliner. ‘Más cerca del ecuador, la energía solar gana; más cerca de los polos, la energía nuclear gana.
Este tipo de sistema puede usar electricidad para dividir moléculas de agua, que se cree que están presentes como moléculas en las rocas marcianas o como hielo bajo tierra.
Una vez divididos, pueden producir hidrógeno, que puede almacenarse en recipientes presurizados y volver a electrificarse en celdas de combustible para generar energía, incluso cuando el Sol no brilla.
Otras aplicaciones para el hidrógeno incluyen combinarlo con nitrógeno para producir amoníaco para fertilizantes, un proceso común a escala industrial que se usa fácilmente en Marte para ayudar a que los cultivos crezcan dentro de las cúpulas de los invernaderos.
Otras tecnologías, como la electrólisis del agua para producir hidrógeno y celdas de combustible de hidrógeno, son menos comunes en la Tierra, en gran parte debido a los costos, pero pueden cambiar el juego para la ocupación humana de Marte.
«El almacenamiento de energía de hidrógeno comprimido también entra en esta categoría», señaló Abel, estudiante de doctorado en ingeniería química y biomolecular en UC Berkeley.
«Para el almacenamiento de energía a escala de red, no se usa comúnmente, aunque se prevé que eso cambie en la próxima década», dijo, probablemente debido a un cambio hacia una energía más ecológica.
Tanto Abel como Berliner son miembros del Centro para la Utilización de Ingeniería Biológica en el Espacio (CUBES), un proyecto que desarrolla biotecnologías para apoyar la exploración espacial, incluida la ingeniería de microbios para fabricar plásticos a partir de dióxido de carbono e hidrógeno, o productos farmacéuticos a partir de luz y dióxido de carbono.
Para este nuevo estudio, la pareja se propuso establecer una línea de base para el presupuesto de electricidad e hidrógeno que se necesitaría para estas aplicaciones espaciales.
Un equipo de investigación de la Universidad de California, Berkeley, examinó los niveles de producción de energía de diferentes tipos de tecnología y descubrió que una expedición humana en la superficie sería más eficiente si estuviera alimentada por energía solar.
«Ahora que tenemos una idea de cuánta energía hay disponible, podemos comenzar a conectar esa disponibilidad con las biotecnologías en CUBES», dijo Berliner.
«La esperanza es, en última instancia, construir un modelo completo del sistema, con todos los componentes incluidos, que imaginamos que ayudará a planificar una misión a Marte, evaluar las compensaciones, identificar riesgos y proponer estrategias de mitigación antes o durante la misión.’
Más allá de la ciencia y la tecnología, Abel dijo que también es importante considerar el elemento humano de la exploración espacial, particularmente dejar los problemas humanos en la Tierra.
«Para citar a Chanda Prescod-Weinstein», dijo Abel, «nuestros problemas viajan al espacio con nosotros», y agregó que «cuando pensamos en ir a Marte, también tenemos que pensar en cómo abordar problemas como el racismo, el sexismo y el colonialismo». ‘
Elon Musk, CEO y fundador de SpaceX, quiere una colonia autosuficiente en Marte para 2050, con una ciudad en pleno funcionamiento. Esto requeriría miles de viajes masivos de Starship entre la Tierra y Marte cada dos años durante décadas.
Los estudios han demostrado que este nivel de sostenibilidad requeriría que los primeros colonos sobrevivieran con una dieta vegana, y Musk dice que serán condiciones duras y de hacinamiento.
Los hallazgos han sido publicados en la revista Fronteras en Astronomía y Ciencias del Espacio.
Marte se ha convertido en el próximo gran paso para la exploración del espacio por parte de la humanidad.
Pero antes de que los humanos lleguen al planeta rojo, los astronautas darán una serie de pequeños pasos al regresar a la luna para una misión de un año.
Los detalles de una misión en órbita lunar se han revelado como parte de una línea de tiempo de eventos que conducen a misiones a Marte en la década de 2030.
La NASA ha esbozado su plan de cuatro etapas (en la foto) que espera que algún día permita a los humanos visitar Marte en la Cumbre Humans to Mars celebrada ayer en Washington DC. Esto implicará múltiples misiones a la luna en las próximas décadas.
En mayo de 2017, Greg Williams, administrador asociado adjunto de políticas y planes de la NASA, describió el plan de cuatro etapas de la agencia espacial que espera algún día permita que los humanos visiten Marte, así como su calendario previsto.
Fase uno y dos implicará múltiples viajes al espacio lunar, para permitir la construcción de un hábitat que proporcionará un área de preparación para el viaje.
La última pieza de hardware entregada sería el vehículo de transporte del espacio profundo real que luego se usaría para llevar una tripulación a Marte.
Y en 2027 se llevará a cabo una simulación de vida en Marte de un año de duración.
Las fases tres y cuatro comenzarán después de 2030 e incluirán expediciones tripuladas sostenidas al sistema marciano y la superficie de Marte.
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