Представьте себе массивные ветряные турбины, стоящие на ржавой поверхности Марса и питающие огромный марсианский город электроэнергией. Фантастическое видение. Проблема в том, что марсианская атмосфера настолько разрежена, что это скорее чисто утопическое представление. По крайней мере, так все думали до недавнего времени.
Куда бы ни отправился человек в космос, будь то Луна или Марс, одной из самых важных задач в начале будет создание постоянного и устойчивого источника электроэнергии. Без него человек не сможет продержаться слишком долго на припасах, доставленных с Земли. В случае Марса, расстояние которого от Земли колеблется от 60 до 400 миллионов км, нет никаких шансов на постоянную поставку чего-либо с Земли. Да, на Марсе можно построить огромные солнечные фермы, можно взять туда несколько генераторов РИТЭГ, но что насчет энергии ветра?
Ветры на Марсе не такие, как у нас
Атмосферное давление у поверхности Земли около 1000 гПа, а атмосферное давление у поверхности Марса около 7 гПа, что более чем в сто раз меньше. Именно по этой причине еще полтора года назад мы все задавались вопросом, сможет ли вертолет/дрон Ingenuity, доставленный на Марс, вообще летать на своем роторе. Было не совсем понятно от чего будут отталкиваться лопасти несущего винта летательного аппарата. Но Ingenuity совершил полет. И не один раз, да и не просто запланированные пять раз, а тридцать шесть раз, и сейчас готовится к полету номер 37.
Если роторы способны поднять небольшой дрон (1,8 кг) в марсианской атмосфере, может быть, местный ветер способен раскрутить роторы ветряной турбины?
Модель марсианского климата
Ученые из НАСА и Университета Колорадо в Боулдере задумались над этим вопросом. Для этого нужно было создать симуляцию марсианского климата и ветров, дующих на поверхности всей планеты. С этой целью исследователи адаптировали климатическую модель, ранее разработанную для изучения климата Земли. Меняя модель климата Земли на модель климата Марса, необходимо было изменить такие параметры, как атмосферное давление, количество солнечной радиации, достигающей поверхности, уровень запыленности, поток тепловой энергии, структуру поверхность и многие другие параметры. Подготовленная таким образом модель затем несколько лет моделировала климат Марса. Результаты были удивительными.
Есть много признаков того, что на Марсе полно мест, где ветры достаточно сильны, чтобы приводить в движение ветряные турбины, дабы они могли свободно генерировать электричество и питать потенциальную марсианскую колонию.
Как и следовало ожидать, лучшее место для размещения ветряных турбин — это края кратеров, где ветры, дующие со дна кратера, сжимаются и могут более эффективно вращать роторы ветряных турбин. Еще одним интересным местом являются также вулканические равнины, где для ветра не слишком много препятствий, благодаря которым он может спокойно набирать скорость и силу. Точно так же лучшее место на всем Марсе для строительства ветряных электростанций, хотя, вероятно, и не лучшее место для создания марсианской базы, — это вокруг полюсов, где ветер может ускоряться еще эффективнее, двигаясь над ледяными равнинами. Исследователи утверждают, что в этих районах ветряные электростанции смогут производить больше электроэнергии, чем солнечные панели, и это конкретно.
Однако здесь стоит отметить, что для того, чтобы максимально использовать вырабатываемую таким образом энергию на Марсе, и турбины, и лопасти ротора должны были бы быть изготовлены из материалов, отличных от земных, потому что им пришлось бы выдерживать серьезные ограничения по весу.
Все это звучит очень многообещающе, хотя следует помнить, что сначала человек должен благополучно добраться до Марса, иметь там припасы, которые позволят ему выжить и картофельную ферму (да-да, марсианскую!), чтобы успешно приручить энергию марсианского ветра.