วันหนึ่งมนุษย์สามารถเดินทางไปยังดาวอังคารด้วยยานอวกาศ SOLAR-POWERED

นักบินอวกาศในอนาคตสามารถอยู่รอดบนพื้นผิวดาวอังคารได้ด้วยเครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์ หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์พบว่าพวกมันมีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากกว่าพลังงานนิวเคลียร์

เป้าหมายของมนุษย์ที่จะเหยียบดาวอังคารเป็นแนวหน้าของจินตนาการและนิยายวิทยาศาสตร์มานานหลายทศวรรษ และดูเหมือนว่าจะเป็นจริงภายใน 20 ปี

ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ได้ตรวจสอบระดับพลังงานที่ได้จากเทคโนโลยีประเภทต่างๆ การค้นพบมากกว่าการสำรวจพื้นผิวของมนุษย์จะมีประสิทธิภาพมากที่สุดหากใช้พลังงานจากการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์

สิ่งนี้ขัดกับภูมิปัญญาดั้งเดิมซึ่งแนะนำว่าทางเลือกเดียวที่เป็นจริงสำหรับการสร้างอาณานิคมบนพื้นผิวดาวอังคารที่แห้งแล้งและหนาวเย็นคือนิวเคลียร์

แผงโซลาร์ขนาดใหญ่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้แยกโมเลกุลของน้ำเพื่อผลิตไฮโดรเจน ซึ่งสามารถนำไปใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อเป็นพลังงาน และยังสามารถใช้ไฮโดรเจนกับไนโตรเจนเพื่อผลิตปุ๋ยแอมโมเนียได้อีกด้วย

แอนโธนี อาเบล หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่า เช่นเดียวกับแหล่งจ่ายไฟ การพิจารณาองค์ประกอบของมนุษย์ในอาณานิคมของดาวอังคาร เป็นสิ่งสำคัญ รวมถึงการหลีกเลี่ยงการกีดกันกีดกันทางเพศและการเหยียดเชื้อชาติ

นักบินอวกาศในอนาคตสามารถอยู่รอดบนพื้นผิวดาวอังคารได้ด้วยเครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์ หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์พบว่าพวกมันมีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากกว่าพลังงานนิวเคลียร์

นักบินอวกาศในอนาคตสามารถอยู่รอดบนพื้นผิวดาวอังคารได้ด้วยเครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์ หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์พบว่าพวกมันมีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากกว่าพลังงานนิวเคลียร์

แนวคิดของการใช้แผงโซลาร์เซลล์แบบหลายอาร์เรย์เพื่อจ่ายไฟไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่เป็นที่มาของยานสำรวจ NASA Mars บางรุ่น และภารกิจดาวเคราะห์น้อย Psyche ที่กำลังจะเกิดขึ้น

ทีมงานซึ่งรวมถึง Aaron Berliner ผู้เขียนนำร่วมซึ่งเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาสาขาวิศวกรรมชีวภาพ ตัดสินใจที่จะค้นหาแหล่งพลังงานที่ดีที่สุดทันทีและสำหรับทั้งหมด

การคำนวณได้พิจารณาถึงจำนวนมวลอุปกรณ์ที่จะต้องขนส่งจากโลกไปยังพื้นผิวดาวอังคารสำหรับภารกิจหกคน

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาวัดปริมาณความต้องการของระบบที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์เทียบกับอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และแม้กระทั่งไฟฟ้าเคมีแบบต่างๆ

แม้ว่าพลังงานที่ส่งออกของอุปกรณ์การแยกตัวของนิวเคลียสนิวเคลียร์ขนาดเล็กจะระบุตำแหน่งได้ ซึ่งหมายความว่าไม่สำคัญว่าจะวางที่ใดบนดาวอังคาร ผลผลิตของโซลูชันที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์จะขึ้นอยู่กับความเข้มของดวงอาทิตย์ อุณหภูมิพื้นผิว และปัจจัยอื่นๆ ที่จะกำหนดว่า ด่านหน้าที่ไม่ใช่นิวเคลียร์จะตั้งอยู่อย่างเหมาะสม

การสร้างแบบจำลองและการบัญชีที่จำเป็นสำหรับปัจจัยหลายประการ เช่น วิธีที่ก๊าซและอนุภาคในชั้นบรรยากาศอาจดูดซับและกระจายแสง ซึ่งจะส่งผลต่อปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่พื้นผิวดาวเคราะห์ ทีมอธิบาย

พวกเขาพบว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ไฮโดรเจนอัดสำหรับการจัดเก็บพลังงานจะเป็นทางออกที่ดีสำหรับอาณานิคมของดาวอังคารในอนาคต

เป้าหมายของมนุษย์ที่จะเหยียบดาวอังคารเป็นแนวหน้าของจินตนาการและนิยายวิทยาศาสตร์มานานหลายทศวรรษ และดูเหมือนว่าจะเป็นจริงภายใน 20 ปี

เป้าหมายของมนุษย์ที่จะเหยียบดาวอังคารเป็นแนวหน้าของจินตนาการและนิยายวิทยาศาสตร์มานานหลายทศวรรษ และดูเหมือนว่าจะเป็นจริงภายใน 20 ปี

ที่เส้นศูนย์สูตร สิ่งที่ทีมเรียกว่า ‘มวลที่บรรทุกได้’ ของระบบดังกล่าว มีน้ำหนักประมาณ 8.3 ตัน เทียบกับพลังงานนิวเคลียร์ประมาณ 9.5 ตัน

ระบบที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์จะอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรน้อยกว่าที่มากกว่า 22 ตัน แต่สามารถเอาชนะพลังงานฟิชชันได้ทั่วพื้นผิวดาวอังคารประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์

ดาวอังคาร: พื้นฐาน

ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สี่จากดวงอาทิตย์ โดยมีโลกทะเลทรายที่ ‘ใกล้ตาย’ เต็มไปด้วยฝุ่น เย็นยะเยือก และมีบรรยากาศที่บางเฉียบ

ดาวอังคารยังเป็นดาวเคราะห์ที่มีพลวัตด้วยฤดูกาล แผ่นน้ำแข็งขั้วโลก หุบเขาลึก ภูเขาไฟที่ดับแล้ว และหลักฐานที่แสดงว่าในอดีตมันยังมีแอกทีฟมากกว่าเดิม

เป็นดาวเคราะห์ที่มีการสำรวจมากที่สุดแห่งหนึ่งในระบบสุริยะและเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่มนุษย์ได้ส่งรถแลนด์โรเวอร์ไปสำรวจ

หนึ่งวันบนดาวอังคารใช้เวลามากกว่า 24 ชั่วโมงเล็กน้อย และหนึ่งปีมี 687 วันของโลก

ข้อเท็จจริงและตัวเลข

คาบการโคจร: 687 วัน

พื้นที่ผิว: 144.8 ล้านกม²

ระยะทางจากซัน: 227.9 ล้านกม.

แรงโน้มถ่วง: 3.721 ม./วินาที²

รัศมี: 3,389.5 กม.

พระจันทร์: โฟบอส, ดีมอส

‘ฉันคิดว่ามันเป็นเรื่องดีที่ผลการแข่งขันถูกแบ่งออกค่อนข้างใกล้ตรงกลาง’ เบอร์ลินเนอร์กล่าว ‘ใกล้เส้นศูนย์สูตรแสงอาทิตย์ชนะ; ใกล้ขั้ว นิวเคลียร์ชนะ.’

ระบบประเภทนี้สามารถใช้ไฟฟ้าเพื่อแยกโมเลกุลของน้ำ ซึ่งคิดว่ามีอยู่เป็นโมเลกุลในหินดาวอังคาร หรือเป็นน้ำแข็งใต้พื้นดิน

เมื่อแยกตัวออก พวกมันจะสามารถผลิตไฮโดรเจน ซึ่งสามารถเก็บไว้ในภาชนะที่มีแรงดันและนำไฟฟ้ากลับมาใช้ใหม่ในเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อเป็นพลังงาน แม้ว่าดวงอาทิตย์จะไม่ส่องแสง

การใช้งานอื่นๆ สำหรับไฮโดรเจนรวมถึงการผสมกับไนโตรเจนเพื่อผลิตแอมโมเนียสำหรับปุ๋ย ซึ่งเป็นกระบวนการระดับอุตสาหกรรมทั่วไปที่ใช้บนดาวอังคารอย่างง่ายดายเพื่อช่วยให้พืชผลเติบโตภายในโดมเรือนกระจก

เทคโนโลยีอื่น ๆ เช่นอิเล็กโทรไลซิสในน้ำเพื่อผลิตไฮโดรเจนและเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนนั้นพบได้น้อยบนโลก ส่วนใหญ่เกิดจากต้นทุน แต่อาจพลิกเกมสำหรับการยึดครองของมนุษย์บนดาวอังคาร

‘การจัดเก็บพลังงานไฮโดรเจนอัดแน่นอยู่ในหมวดหมู่นี้เช่นกัน’ Abel นักศึกษาปริญญาเอกด้านวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุลที่ UC Berkeley กล่าว

‘สำหรับการจัดเก็บพลังงานขนาดกริด ไม่ได้ใช้กันทั่วไป แม้ว่าจะคาดว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงในทศวรรษหน้า’ เขากล่าว มีแนวโน้มว่าจะเนื่องมาจากการเปลี่ยนไปใช้พลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

ทั้ง Abel และ Berliner เป็นสมาชิกของ Center for the Utilization of Biological Engineering in Space (CUBES) ซึ่งเป็นโครงการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อสนับสนุนการสำรวจอวกาศ ซึ่งรวมถึงจุลชีพทางวิศวกรรมเพื่อผลิตพลาสติกจากคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจน หรือยาจากแสงและคาร์บอนไดออกไซด์

สำหรับการศึกษาครั้งใหม่นี้ ทั้งคู่ได้กำหนดพื้นฐานสำหรับงบประมาณด้านไฟฟ้าและไฮโดรเจนที่จำเป็นสำหรับการใช้พื้นที่เหล่านี้

ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ได้ตรวจสอบระดับพลังงานจากเทคโนโลยีประเภทต่างๆ การค้นพบมากกว่าการสำรวจพื้นผิวของมนุษย์จะมีประสิทธิภาพมากที่สุดหากใช้พลังงานจากการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์

ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ได้ตรวจสอบระดับพลังงานจากเทคโนโลยีประเภทต่างๆ การค้นพบมากกว่าการสำรวจพื้นผิวของมนุษย์จะมีประสิทธิภาพมากที่สุดหากใช้พลังงานจากการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์

‘ตอนนี้เรามีความคิดว่าจะมีพลังงานเหลืออยู่เท่าไร เราสามารถเริ่มเชื่อมต่อความพร้อมใช้งานนั้นกับเทคโนโลยีชีวภาพใน CUBES’ เบอร์ลินเนอร์กล่าว

‘ความหวังคือท้ายที่สุดแล้วจะสร้างแบบจำลองเต็มรูปแบบของระบบ ซึ่งรวมถึงส่วนประกอบทั้งหมด ซึ่งเรามองว่าช่วยวางแผนภารกิจไปยังดาวอังคาร ประเมินการประนีประนอม ระบุความเสี่ยง และคิดกลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบทั้งล่วงหน้าหรือระหว่าง ภารกิจ.’

นอกเหนือจากวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแล้ว Abel กล่าวว่าสิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาองค์ประกอบของมนุษย์ในการสำรวจอวกาศด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทิ้งปัญหาของมนุษย์ไว้บนโลก

‘เพื่ออ้างคำพูดของ Chanda Prescod-Weinstein’ Abel กล่าว ‘ปัญหาของเราเดินทางไปในอวกาศกับเรา’ กล่าวเสริมว่า ‘เมื่อเราคิดถึงการไปดาวอังคาร เราต้องคิดด้วยว่าจะจัดการกับปัญหาต่างๆ เช่น การเหยียดเชื้อชาติ การกีดกันทางเพศ และลัทธิล่าอาณานิคมได้อย่างไร ‘

Elon Musk ซีอีโอและผู้ก่อตั้ง SpaceX ต้องการอาณานิคมที่พึ่งพาตนเองได้บนดาวอังคารภายในปี 2050 โดยมีเมืองที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ สิ่งนี้จะต้องเดินทางด้วยยานอวกาศขนาดใหญ่หลายพันครั้งระหว่างโลกและดาวอังคารทุก ๆ สองปีเป็นเวลาหลายทศวรรษ

ผลการศึกษาพบว่าความยั่งยืนในระดับนี้จะต้องใช้ชาวอาณานิคมในยุคแรกเพื่อเอาชีวิตรอดด้วยอาหารมังสวิรัติ และมัสค์กล่าวว่ามันจะเป็นสภาพที่รุนแรงและเป็นตะคริว

ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Frontier in Astronomy and Space Sciences

NASA วางแผนที่จะส่งภารกิจประจำไปยังดาวอังคารในช่วงปี 2030 หลังจากลงจอดบนดวงจันทร์ครั้งแรก

ดาวอังคารได้กลายเป็นก้าวกระโดดครั้งยิ่งใหญ่ครั้งต่อไปสำหรับการสำรวจอวกาศของมนุษยชาติ

แต่ก่อนที่มนุษย์จะไปถึงดาวเคราะห์สีแดง นักบินอวกาศจะทำตามขั้นตอนเล็กๆ น้อยๆ หลายขั้นตอนโดยกลับไปยังดวงจันทร์เพื่อปฏิบัติภารกิจหนึ่งปี

รายละเอียดของภารกิจในวงโคจรดวงจันทร์ได้รับการเปิดเผยโดยเป็นส่วนหนึ่งของไทม์ไลน์ของเหตุการณ์ที่นำไปสู่ภารกิจสู่ดาวอังคารในปี 2030

นาซ่าได้สรุปแผนสี่ขั้นตอน (ในภาพ) ซึ่งหวังว่าสักวันหนึ่งมนุษย์จะมีโอกาสไปเยือนดาวอังคารที่การประชุมสุดยอด Humans to Mars Summit ที่กรุงวอชิงตัน ดี.ซี. เมื่อวานนี้  สิ่งนี้จะนำมาซึ่งภารกิจหลายภารกิจสู่ดวงจันทร์ในช่วงหลายทศวรรษที่จะมาถึง

นาซ่าได้สรุปแผนสี่ขั้นตอน (ในภาพ) ซึ่งหวังว่าสักวันหนึ่งมนุษย์จะมีโอกาสไปเยือนดาวอังคารที่การประชุมสุดยอด Humans to Mars Summit ที่กรุงวอชิงตัน ดี.ซี. เมื่อวานนี้ สิ่งนี้จะนำมาซึ่งภารกิจหลายภารกิจสู่ดวงจันทร์ในทศวรรษหน้า

ในเดือนพฤษภาคม 2560 เกร็ก วิลเลียมส์ รองผู้ดูแลระบบร่วมด้านนโยบายและแผนขององค์การนาซ่า ได้สรุปแผนงานสี่ขั้นตอนของหน่วยงานอวกาศซึ่งหวังว่าสักวันหนึ่งมนุษย์จะมีโอกาสไปเยือนดาวอังคารได้ เช่นเดียวกับกรอบเวลาที่คาดไว้

ระยะที่หนึ่งและสอง จะเกี่ยวข้องกับการเดินทางหลายครั้งไปยังพื้นที่ดวงจันทร์เพื่อให้สามารถสร้างที่อยู่อาศัยซึ่งจะเป็นพื้นที่จัดเตรียมสำหรับการเดินทาง

ฮาร์ดแวร์ชิ้นสุดท้ายที่ส่งมอบจะเป็นยานพาหนะขนส่งห้วงอวกาศของจริง ซึ่งต่อมาใช้เพื่อบรรทุกลูกเรือไปยังดาวอังคาร

และการจำลองสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารตลอดทั้งปีจะมีขึ้นในปี พ.ศ. 2570

ระยะที่ 3 และ 4 จะเริ่มหลังปี 2030 และจะเกี่ยวข้องกับการเดินทางของลูกเรือไปยังระบบดาวอังคารและพื้นผิวดาวอังคารอย่างต่อเนื่อง

.

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*