在火星上用风力发电?科学家们说这很有可能

:图:这位艺术家描绘了NASA的凤凰着陆器位于生命的尽头,当太阳在漫长的北方冬天的地平线上下沉。由于没有阳光为太阳能电池阵列供电,“凤凰”号停止了运行,最终被冰雪覆盖。然而,未来的探测器可能通过利用风能在没有阳光的情况下存活更长时间。

(图源:NASA)

一项新的研究表明,在火星上使用风能是可行的。

在丹麦奥尔胡斯大学的奥尔胡斯风洞模拟器II中,研究人员展示了在模拟火星大气条件下的小型轻质风力涡轮机。

这些试验是在2010年秋天进行的。

该研究小组在上周在科罗拉多州莱克伍德举行的关于亚马逊河和当今气候的火星研讨会上发表了一篇论文,报告了后续研究结果,并给出了一个强有力的结论。

波士顿大学空间物理中心的Christina Holstein-Rathlou领导的研究人员在研究中写道:“现在,我们可以第一次肯定地说,是的,你可以在火星上使用风能!”

现实条件

风力涡轮机调查的目的是观察在现实的火星大气条件下产生了多少能量。

Holstein-Rathlou和她的同事指出,在未来可能的火星极地机器人任务中,标准的电源将不能正常工作。

太阳能电池将在大约半年的时间里受到阳光的限制或完全没有阳光,而放射性同位素热电发电机(NASA好奇号火星探测器和其他许多深空探测器的动力装置)或类似设备所消耗的热量将对极地地区的任何科学研究都是有害的。

研究人员说,另一种可能的能源是风力涡轮机和用于储存产生的电能的电池,可能与太阳能电池结合使用。

火星风力涡轮机的概念已经在与人类登陆火星任务有关的理论上得到了探索。

例如,一个100千瓦的风力涡轮机被在南极洲设计和测试——一个普通的火星模拟站点——由来自加利福尼亚的NASA艾姆斯研究中心的研究人员设计和测试。

然而,Holstein-Rathlou和她的同事说,这些早期的概念涡轮机是庞大而沉重的,需要很大的风速才能发挥作用。

此外,研究人员补充说,这些尺寸和质量对于前往火星的科学任务来说是不可行的,因为火星探测机械通常都是相对较小和重量较轻的。

2010年的风洞实验以六种不同的风速进行。

这些数据是基于NASA凤凰号火星着陆器最北部着陆点最常见的风速,该着陆点于2008年5月着陆;

最小风速需要能使风力涡轮机旋转;最大的风速需要不超过机翼能承受的上限。(火星上的典型风速约为每小时4.5英里至22英里,即每小时7至35公里。)

对于每一个风速,输出电压测量到是30-120秒。

研究人员写道:“这类发电的最佳地点是太阳不总是发光的地方,但风会吹过来,比如极地的纬度极圈。”

研究小组强调,在携带涡轮机的探测器准备发射到火星之前,还需要进行一系列研究。

然而,研究人员说,大多数设计,无论是单件还是系统的一部分,都比2010年实验中测试的装置更有效,因此应该能够在一个小着陆器上产生足够支持部分或全部设备的电力。

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