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Energia solar pode ser mais vantajosa que a nuclear em futuras missões à Marte

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A energia solar pode ser bem mais vantajosa que a nuclear para fornecer energia em futuras missões tripuladas a Marte, segundo estudo liderado pela University of California. Além de serem mais leves, as placas solares têm desempenho superior ao de reatores nucleares em mais da metade da superfície do planeta, especialmente em regiões equatoriais.

Quando se pensa em enviar humanos para viver na superfície marciana, a maior parte dos cientistas e engenheiros acredita que a energia nuclear seja a melhor alternativa. Grande parte dessa escolha é motivada pela sua capacidade de fornecer energia constantemente.

Conceito artístico de uma assentamento humano em Marte (Imagem: Reprodução/SpaceX)
Conceito artístico de uma assentamento humano em Marte (Imagem: Reprodução/SpaceX)

A NASA tem considerado um pequeno sistema de fissão nuclear para prolongar a permanência de astronautas na Lua. Por outro lado, a energia solar precisa ser armazenada para ser usada durante a noite, sem contar que a poeira marciana cobriria facilmente os painéis solares, reduzindo sua eficiência a longo prazo.

O novo estudo comparou os dois sistemas em uma missão simulada a Marte com seis pessoas, com uma duração de 480 dias — incluindo ida e volta. Esse cenário foi baseado na melhor janela de lançamento, que reduz o tempo de viagem quando o Planeta Vermelho está mais próximo da Terra.

Vantagens da energia solar em Marte

O estudo descobriu que a energia solar é igual ou até melhor que a nuclear quando seu peso e eficiência são considerados. Até então, a NASA estimava a necessidade energética em missões à Marte apenas em curta permanência, que não demandariam tanta energia. Mas uma estadia mais longa exige mais energia. Principalmente para alimentar instalações de biofabricação, produzir combustível e mais.

A energia solar seria a melhor alternativa se o assentamento humano for estabelicida na região amarelada do mapa(Imagem: Reprodução/Anthony J. Abel et al.)
A energia solar seria a melhor alternativa se o assentamento humano for estabelicida na região amarelada do mapa(Imagem: Reprodução/Anthony J. Abel et al.)

O grande problema é que para cada quilo de material enviado ao Planeta Vermelho, há um gasto de centenas de milhares de dólares, por isso o menor peso é indispensável. Em um modelo, os pesquisadores avaliaram a demanda de energia para a missão prolongada.

Eles comparam a eficiência de um sistema nuclear Kilopower com três alternativas para geração de energia: baterias e duas técnicas para produção de gás hidrogênio a partir da energia solar. Neste último cenário, o hidrogênio é pressurizado e armazenado como combustível para alimentar células quando o Sol não estiver disponível.

O gráfico demonstra os recursos disponíveis em Marte para obtenção de matéria-prima (Imagem: Reprodução/Anthony J. Abel et al.)
O gráfico demonstra os recursos disponíveis em Marte para obtenção de matéria-prima (Imagem: Reprodução/Anthony J. Abel et al.)

A energia solar com a eletrólise — processo que usa eletricidade para dividir moléculas de água em hidrogênio e oxigênio — se mostrou mais econômica por cada quilo de peso, em comparação com a nuclear, em aproximadamente metade da superfície marciana.

Os pesquisadores também descobriram que o peso de um sistema de energia solar equivaleria a apenas 10% de uma carga útil de 100 toneladas enviadas a Marte. Em locais próximas ao equador, o peso dos painéis solares mais o armazenamento de hidrogênio seria de 8,3 toneladas, enquanto o reator nuclear pesaria 9,5 toneladas.

Com isso, poderiam ser enviados sistemas de energia solar reserva para eventuais problemas, uma vez que são mais leves. Os autores também destacaram que os atuais painéis solares avançaram bastante em eficiência e, por isso, devem ser considerados como a melhor fonte de energia em futuras missões.

O estudo foi apresentado na revista científica Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

Fonte: Canaltech

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