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1 # 棲雁林
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2 # 王司徒軍武百科
火星有大氣,有極為猛烈的風力運動,所以在火星上使用風力發電並不是什麼不可想象的事情。那為什麼不在火星搞個風力發電站呢?
原因很簡單,人類對火星的探索還處於初級中的初級階段,目前為止僅能投送一些火星車和探測器上去。火星距離地球約5千500萬—4億公里,這段旅程每一分載荷都是昂貴且審慎的,不可能浪費在一臺風力發電機上。
就算載荷無問題,真的將風力發電機送上火星也沒轍,在外星球展開一臺裝置的難度遠超我們的想象。比如前幾天“洞察號”火星探測器傳出的“拯救鼴鼠失敗”訊息,人們僅僅需要將一個長釘狀的探測器“鼴鼠”打入火星浮土中,然而這種地球上我們掰根桌腿都能辦到的事兒,在火星上卻接連失敗,搶救了幾個月都沒辦法。你想支起一架風力發電機?很抱歉這種難度可能高於當前一切火星科研任務。
所以人們只能選擇“節能”。投送到火星上的火星車和探測器都屬於相對低功耗的裝置,它們也幹不出太多耗能的活兒,圍著周圍轉一圈,分析分析土壤和氣象,再拍點照片就差不多了,最耗能的反而是維持惡劣低溫下的持續運轉,以及對地球傳送資料訊息。
而且這些探測器從設計上就已經進行了同等環境的模擬和測算,對功耗資料甚至故障功耗都有預案和準備,只要不出現無法掌控的意外,那麼火星探測器根本不必對能源擔心,太陽能電池足夠維持它們的任務到壽命終結。
其實這也有些無奈,誰不希望有充足的能源?然而火星任務必須做到嚴絲合縫一絲不苟,多一分是浪費,少一分是損失,在控制能力和載荷面前,人類甚至無法多給探測器裝個更大的電容。
不過呢,我們依然不需要為這些早期的外星探測緊張,因為在這種低功耗任務中,人們早已應用了比風力更合適的“核電池”。
或者換個更標準的說法,這叫“放射性同位素電池”,它們其實就是個超簡化的核反應堆,透過在半導體轉換器中置入放射性物質,不斷將其衰變中產生的輻射熱能轉為電能。像2012年的“好奇號”火星車就採用了這種技術,一枚核電池的壽命高達14年,如此何需碩大又複雜的風力發電機呢?
但說到底這些都只是探測器階段的問題,如果人類真要完成載人火星任務,以當前的技術來說風力發電確實是個好選擇。實際上,多年前就有一些科學家在為火星任務尋找合適的風力發電機設計,目前找到的最好方案是專用的風力渦輪機。
火星上的風力資源確實雄厚,但這些資源有點過於雄厚了,許多時候火星探測器的風力探測值都處於“爆表”狀態。要知道,因為大氣較為稀薄的原因,火星地面不斷處於劇烈的冷熱交替狀態,由此帶來的是劇烈的氣壓差,平均風力超過地球10倍。而那些大型的風暴,足以將探測器活生生撕碎,逃命都來不及,哪裡能用來發電?
所以更一體化的渦輪式風力發電機或許是個比較牢靠的選擇,雖然渦輪機的風能利用率只有傳統風電機的6成不到,但誰叫火星風力條件好哇,再加上渦輪機能更好的保護葉片,它確實比較適合火星。
目前關於火星渦輪風電機的設計已經到了成品驗證階段,但它們依然只能留在地面當“技術驗證機”,因為以人類目前的宇航技術而言,我們依然無法將這些東西送上火星,它們只能當做是一種儲備技術,為將來做準備。
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火星上刮的是沙塵暴,這種一刮就是數月,遮天避日的沙塵暴即使鋼鐵做成的風力發電機葉扇用不了一個月就被風沙刮成刀片了,在遮天避日的沙塵暴下太陽能光伏板能起作用嗎?火星距地球5500萬公里即使發出電來如何傳輸到地球?人類至今研究無線傳輸電力最遠的距離只有500米,而電力傳輸距離越遠電阻越大損耗也越多,傳送5500公里距離損耗的電力可能大於輸出的電力,因此提問者的想法很美好,但實際上這只是個遙不可及的夢想。