La produzione di energia guidata dal fotovoltaico può supportare l’esplorazione umana di Marte

I pannelli solari rappresentano una tecnologia promettente per sostenere un habitat con equipaggio indipendente dalla Terra su Marte, secondo un nuovo studio

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Una questione centrale che circonda la possibile esplorazione umana di Marte è se le missioni con equipaggio possono essere supportate dalle tecnologie disponibili utilizzando risorse in situ”, si legge in uno studio, pubblicato sulla rivista Frontiers in Astronomy and Space Sciences, in cui viene dimostrato che “i sistemi energetici basati sul fotovoltaico sarebbero adeguati e pratici per sostenere un insediamento con equipaggio per un lungo periodo su una grande parte della superficie del pianeta”.

“I dati climatici sono stati integrati in un modello di trasferimento radiativo per prevedere il flusso solare risolto spettralmente attraverso la superficie marziana. Questo ha segnalato i calcoli del bilancio dettagliati per i dispositivi a celle solari che hanno identificato combinazioni di bandgap ottimali per massimizzare la capacità di produzione in un anno marziano. Abbiamo quindi quantificato i sistemi energetici, la produzione e la domanda agricola per una missione di sei persone, che ha rivelato che la produzione di energia basata sul fotovoltaico richiederebbe meno di 10 t di massa trasportabile, superando le alternative su circa il 50% della superficie di Marte”, scrivono gli autori dello studio.

Nello studio, i ricercatori hanno considerato quattro diversi scenari di generazione di energia: 1) generazione di energia nucleare con il sistema di fissione nucleare miniaturizzato Kilopower; 2) produzione di energia fotovoltaica con accumulo di energia a batteria (PV + B); 3) produzione di energia fotovoltaica con accumulo di energia a idrogeno compresso prodotto tramite elettrolisi (PV + E); 4) generazione fotoelettrochimica di idrogeno con accumulo di energia a idrogeno compresso (PEC). Secondo i risultati dello studio, delle tre opzioni di generazione di energia solare, solo il sistema PV + E supera il sistema nucleare.

In conclusione, i pannelli solari con particolare attenzione alla scelta dei semiconduttori e alla costruzione del dispositivo rappresentano una tecnologia promettente per sostenere un habitat con equipaggio indipendente dalla Terra su Marte. La nostra analisi fornisce regole di progettazione per le celle solari sulla superficie marziana e mostra che le celle solari possono offrire una sostanziale riduzione dei requisiti di massa portante rispetto alla tecnologia alternativa su un’ampia frazione della superficie del pianeta”, concludono gli autori dello studio.

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