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在火星上用風力發電?科學家們說這很有可能

在火星上用風力發電?科學家們說這很有可能

圖:這位藝術家描繪了NASA的鳳凰著陸器位於生命的盡頭,當太陽在火星漫長的北方冬天的地平線上下沉。由於沒有陽光為太陽能電池陣列供電,“鳳凰”號停止了執行,最終被冰雪覆蓋。然而,未來的探測器可能通過利用風能在沒有陽光的情況下存活更長時間。

(圖源:NASA)

一項新的研究表明,在火星上使用風能是可行的。

在丹麥奧爾胡斯大學的奧爾胡斯風洞模擬器II中,研究人員展示了在模擬火星大氣條件下的小型輕質風力渦輪機。

這些試驗是在2010年秋天進行的。

該研究小組在上週在科羅拉多州萊克伍德舉行的關於亞馬遜河和當今氣候的火星研討會上發表了一篇論文,報告了後續研究結果,並給出了一個強有力的結論。

波士頓大學空間物理中心的Christina Holstein-Rathlou領導的研究人員在研究中寫道:“現在,我們可以第一次肯定地說,是的,你可以在火星上使用風能!”

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現實條件

風力渦輪機調查的目的是觀察在現實的火星大氣條件下產生了多少能量。

Holstein-Rathlou和她的同事指出,在未來可能的火星極地機器人任務中,標準的電源將不能正常工作。

太陽能電池將在大約半年的時間裡受到陽光的限制或完全沒有陽光,而放射性同位素熱電發電機(NASA好奇號火星探測器和其他許多深空探測器的動力裝置)或類似裝置所消耗的熱量將對極地地區的任何科學研究都是有害的。

研究人員說,另一種可能的能源是風力渦輪機和用於儲存產生的電能的電池,可能與太陽能電池結合使用。

火星風力渦輪機的概念已經在與人類登陸火星任務有關的理論上得到了探索。

例如,一個100千瓦的風力渦輪機被在南極洲設計和測試——一個普通的火星模擬站點——由來自加利福尼亞的NASA艾姆斯研究中心的研究人員設計和測試。

然而,Holstein-Rathlou和她的同事說,這些早期的概念渦輪機是龐大而沉重的,需要很大的風速才能發揮作用。

此外,研究人員補充說,這些尺寸和質量對於前往火星的科學任務來說是不可行的,因為火星探測機械通常都是相對較小和重量較輕的。

2010年的風洞實驗以六種不同的風速進行。

這些資料是基於NASA鳳凰號火星著陸器最北部著陸點最常見的風速,該著陸點於2008年5月著陸;

最小風速需要能使風力渦輪機旋轉;最大的風速需要不超過機翼能承受的上限。(火星上的典型風速約為每小時4.5英裡至22英裡,即每小時7至35公裡。)

對於每一個風速,輸出電壓測量到是30-120秒。

研究人員寫道:“這類發電的最佳地點是太陽不總是發光的地方,但風會吹過來,比如極地的緯度極圈。”

研究小組強調,在攜帶渦輪機的探測器準備發射到火星之前,還需要進行一系列研究。

然而,研究人員說,大多數設計,無論是單件還是系統的一部分,都比2010年實驗中測試的裝置更有效,因此應該能夠在一個小著陸器上產生足夠支援部分或全部裝置的電力。

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