logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Zbieranie energii - możliwe nawet na Marsie

ghost666 24 Sty 2016 16:04 3603 18
REKLAMA
  • Zbieranie energii - możliwe nawet na Marsie
    W naprawdę niedalekiej przyszłości - zakłada się tutaj już nawet 2030 rok - statek kosmiczny z ludźmi na pokładzie ruszy z Ziemi w kierunku Marsa. Będzie to pierwsza tak daleka misja załogowa - kosmonauci będą mieli do pokonania około 300 milionów kilometrów, co zajmie im około sześciu miesięcy.

    Jak będzie po lądowaniu na Marsie? Ciężko jednoznacznie odpowiedzieć na to pytanie, dopóki ludzie nie dolecą na Czerwoną Planetę. To niezwykle ekstremalny klimat dla ludzi, chociaż może tak to nie wyglądać na pierwszy rzut oka. Średnia temperatura na Ziemi wynosi 288 K, a na Marsie 210 K, nie wydaje się to wielką różnicą, ale to ponad -60°C, strasznie zimno! A na tym nie koniec - Mars nie posiada ochronnej warstwy ozonu, więc ludzie przebywający na powierzchni będą narażeni na śmiertelnie niebezpieczne promieniowanie kosmiczne. Atmosfera tej planety złożona jest w dużej mierze z dwutlenku węgla - gazu trującego dla ludzi.

    Ogólnie mówiąc - człowiek przeżyłby na powierzchni Marsa, bez pomocy ochronnego kombinezonu, około 15 sekund. Ale na tym nie nie kończą się problemy - oprócz warunków atmosferycznych także powierzchnia planety jest niezwykle niegościnna - głębokie kaniony, superwysokie wulkany - a pogoda tam panująca potrafi być niezwykle niebezpieczna.

    Jak zatem Astronauci chcą przeżyć? Oprócz samego faktu, że transport z Ziemi na Marsa i z powrotem to ogromne wyzwanie, to sam pobyt na Czerwonej Planecie będzie trudny. Na pewno Astronauci będą musieli zbudować na planecie jakieś tymczasowe schronienie, nazywane często habitatem. Jest to pewien obszar środowiska bezpiecznego dla ludzi, gdzie będą oni mogli bezpiecznie przebywać, bez pomocy m.in. kombinezonów.

    Aby z powodzeniem skolonizować tą planetę, trzeba będzie bardzo wiele pracy - trzeba umożliwić wytwarzanie jedzenia na miejscu, zapewnić kolonizatorom opiekę medyczną, zapewnić tlen i czystą wodę i finalnie zbudować fabrykę, zdolną do wytwarzania części zapasowych dla maszynerii na planecie - dostawy z Ziemi jeśli będą dostarczane to niezbyt często - lot trwa ponad 200 marsjańskich dni (ponad 300 dni na Ziemi). Z pewnością kolonizacja Marsa wymagać będzie wiele innowacji.

    Można zadać sobie więc pytanie - co będzie zasilać te systemy. Konieczne jest zapewnienie ciągłego źródła energii dla habitatów. Jednym z rozwiązań jest wykorzystanie technologii fotowoltaicznej, nawet pomimo tego, że słońce na Marsie świeci o wiele słabiej niż na Ziemi - do powierzchni planety dociera tam połowa mocy, jaka dociera do powierzchni Ziemi. Mimo to wydajne ogniwa fotowoltaiczne powinny być dostateczne dla zapewnienia energii elektrycznej podstawowym systemom. Ale może okazać się, że energia słoneczna nie wystarczy aby zapewnić nieprzerwane dostawy przez 24 godziny na dobę, siedem dni w tygodniu i 669 dni w roku.

    Na szczęście pogoda na Marsie umożliwia wykorzystanie innego źródła energii - wiatru. To co jest przekleństwem dla ludzi - silne wiatry, powodujące burze piaskowe - jest ogromnym plusem z punktu widzenia wykorzystania turbin wiatrowych. Z kolei ekstremalne wahania temperatury mogą umożliwić korzystanie z generatorów termoelektrycznych do produkcji prądu elektrycznego dla habitatów.

    Firma Texas Instruments pracuje nad przełomowymi technologiami zbierania energii, które mają w niedługiej przyszłości umożliwić konstrukcję wydajnych systemów zbierania energii, tak jak opisano to powyżej - nie tylko na Marsie. TI pracuje nad systemami zbierającymi energię z wielu źródeł. Różne opracowane przez firmę rozwiązania umożliwiają produkcję energii elektrycznej z energii słonecznej, cieplnej z promieniowania elektromagnetycznego czy z wibracji mechanicznych. Układy tego rodzaju mają szerokie spektrum zastosowań - od zasilanych solarnie bezprzewodowych sensorów monitorujących np. fabryki, do medycznych sensorów zasilanych ciepłem produkowanym przez ludzkie ciało.

    Wszystkie te systemy mogą skorzystać na rozwoju technologii realizowanym przez Texas Instrument. TI tworzy aktualnie scalone systemy pozwalające na prostą implementację systemów zbierania energii do zasilania układu lub doładowywania jego akumulatorów. Na rysunku 1 pokazano schemat blokowy przykładowego sensora zasilanego energią zebraną z otoczenia.

    Zbieranie energii - możliwe nawet na Marsie
    Rys.1: Uproszczony schemat blokowy zdalnego sensora zasilanego energią zebraną z otoczenia.


    Texas Instruments stworzył projekt zintegrowanego sensora z systemem zbierania energii z otoczenia, który dedykowany został do sieci bezprzewodowych pracujących w pasmie poniżej 1 GHz. Przykładowy sensor zasilany może być z wykorzystaniem np. światła, nie tylko słonecznego i służyć monitorowaniu natężenia oświetlenia w pomieszczeniu w budynku. Dodatkowo monitorować może takie parametry jak wilgotność powietrza, jego temperaturę itp. Doskonale nadaje się do aplikacji w trudno dostępnych (lub w ogóle niedostępnych) przestrzeniach.

    Na rysunku 2 pokazany jest moduł rozwojowy pozwalający na tworzenie i testowanie systemów zbierania energii i stworzenia np. systemu kontrolującego nawadnianie pola uprawnego - zupełnie tak, jak podobny system mógłby być wykorzystany na Marsie.

    Zbieranie energii - możliwe nawet na Marsie
    Figure 2: Energy Harvester BoosterPack Reference Design board (TIDA-00588)


    Większość osób na pewno zgodzi się, że podróże międzyplanetarne nie są proste - nikt nie wie jaki jest współczynnik ryzyka, ani sukcesu. Zakłada się z ogromną nadzieją, że eksploracja Marsa będzie sukcesem w przyszłości. A póki co skupić trzeba się na rozwoju technologii, które mają za zadanie umożliwić te plany, poprzez wytworzenie systemów, które będą niezbędne dla misji na Marsa. Wynalazki, które mają do tego doprowadzić zdecydowanie przydadzą się także tutaj na Ziemi, gdzie np. bezprzewodowe sensory zasilane energią zbieraną z otoczenia odnaleźć mogą zastosowanie w znacznej liczbie aplikacji.

    Źródło: http://e2e.ti.com/blogs_/b/fullycharged/archive/2016/01/08/preparing-to-survive-on-mars?HQS=hpa_fullyc_160117&DCMP=mytinwsltr_01_16_2016&sp_rid_pod3=LTI3OTc4NjcwNjUS1&sp_mid_pod3=4968551

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    https://twitter.com/Moonstreet_Labs
    ghost666 napisał 11960 postów o ocenie 10197, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • REKLAMA
  • #2 15366950
    omin172
    Poziom 15  
    Dwutlenek węgla nie jest trujący. Nie da się nim oddychać (przyswajać tlenu), ale trujący nie jest. Trujący jest tlenek węgla.
  • #3 15367494
    maras77
    Poziom 21  
    omin172 napisał:
    Dwutlenek węgla nie jest trujący. Nie da się nim oddychać (przyswajać tlenu), ale trujący nie jest. Trujący jest tlenek węgla.


    Jest trujący w stężeniach powyżej kilku %.

    Cytat:
    Działanie dwutlenku węgla na organizm człowieka w normobarii.

    Normalnie stężenie CO2 w powietrzu wynosi 0,03% (objętościowo) i dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka nie powinno być większe. Organizm ludzki ma pewne możliwości adaptacyjne i po pewnym czasie może przyzwyczaić się do stężenia 0,15%. Ogólnie należy powiedzieć, że dwutlenek węgla w większych stężeniach jest szkodliwy:

    wdychany w stężeniach powyżej 5% przez dłuższy czas zwiększa stopniowo stopień niedotlenienia organizmu i po 30minutach wdychania gazu występuje duszność zaburzenia świadomości, drgawki,
    stężenie 8-10% pojawia się pogłębienie oddechu, duszność, tachykardia, bóle głowy, pobudzenie a następnie zawroty głowy, uczucie słabości, drgawki a na końcu utrata świadomości,
    stężenie ok. 15% wywołuje bóle i zawroty głowy, uczucie ucisku w klatce piersiowej, stan pobudzenia psychoruchowego oraz utratę przytomności. Tętno i oddech ulegają zwolnieniu, występują duszności i drgawki a następnie śmierć,
    stężenie w granicach 30-40% wywołuje natychmiastową śmierć w skutek porażenia ośrodkowego układu oddechowego.

    http://www.nurkomania.pl/nurkowanie_gazy_co2.htm

  • #4 15367842
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • REKLAMA
  • #5 15369599
    timo66
    Poziom 23  
    ghost666 napisał:
    kosmonauci będą mieli do pokonania około 300 milionów kilometrów, co zajmie im około sześciu miesięcy.
    (...)

    dostawy z Ziemi jeśli będą dostarczane to niezbyt często - lot trwa ponad 200 marsjańskich dni (ponad 300 dni na Ziemi).


    To jak to w końcu jest?
    200 dni na Marsie to około 4 miesiące (jeśli rok by podzielić na 12 miesięcy)
    6 miesięcy na Ziemi to około 180dni,300 dni do 10 miesięcy na Ziemi
  • REKLAMA
  • #6 15369706
    omin172
    Poziom 15  
    No tak, wszystko zależy od stężenia... Bo w powietrzu dwutlenek węgla występuje (choć go mało) i nikomu krzywdy nie robi. W stężeniu marsjańskim byłby zabójczy.
  • #7 15369973
    jnk0le
    Poziom 18  
    omin172 napisał:
    W stężeniu marsjańskim byłby zabójczy.

    Tlen również.
  • #8 15371235
    Syrnik
    Poziom 10  
    "Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną, bo tylko dawka czyni truciznę." Paracelsus
    Nic nowego nie odkryliście panowie. ;)
  • #9 15371542
    koczis_ws
    Poziom 27  
    timo66 napisał:
    ghost666 napisał:
    kosmonauci będą mieli do pokonania około 300 milionów kilometrów, co zajmie im około sześciu miesięcy.
    (...)

    dostawy z Ziemi jeśli będą dostarczane to niezbyt często - lot trwa ponad 200 marsjańskich dni (ponad 300 dni na Ziemi).


    To jak to w końcu jest?
    200 dni na Marsie to około 4 miesiące (jeśli rok by podzielić na 12 miesięcy)
    6 miesięcy na Ziemi to około 180dni,300 dni do 10 miesięcy na Ziemi


    Bo to będą ciężkie transportowce (Tiry) i one będą się wlokły :D
  • #10 15376091
    submariner
    Poziom 32  
    "omin172 napisał:
    W stężeniu marsjańskim byłby zabójczy.

    tlen również "

    Tlen zdecydowanie nie, pod ciśnieniem 0,5bara (polowe atmosferycznego) możemy oddychać czystym O2. Wszystkie loty Apollo, Gemini tak miały w kabinach...
  • #12 15381060
    ojtamojtam-oj
    Poziom 9  
    Na marsie nie damy rady stworzyć warunków do życia. Jedynie bazę - coś jak stacja kosmiczna. Gdyby Mars nie był martwy geologicznie, gdyby jądro wytwarzało magnetosferę - to by się działo! Ludzie by mogli transportować tam rośliny/bakterie wytwarzające tlen. Można by było planetę wskrzesić! Fakt, zajęło by to lata. Jednak jaka perspektywa :). Największym problemem jednak by pozostał brak wody.

    Dodano po 1 [godziny] 16 [minuty]:

    Należy to sprostować. Przed promieniowaniem kosmicznym chroni nas magnetosfera (chociaż też nie całkowicie), natomiast ozonosfera chroni nas tyko (albo aż) przed promieniowaniem UV.
  • #14 15382160
    koczis_ws
    Poziom 27  
    winio42 napisał:
    A po co komu magnetosfera?
    Wystarczyłaby ropa, a już dawno wprowadzonyby tam demokrację...


    Tylko czy możliwa jest ropa na Marsie skoro nie było tam życia (prawdopodobnie), które jest konieczne do jej powstawania.
  • REKLAMA
  • #17 15382584
    timo66
    Poziom 23  
    Ropa??? żeby dalej zatruwać powietrze?
    Bardziej opłacalne było by wydobywanie ³He.
  • #19 15399478
    wi3lki
    Poziom 15  
    ojtamojtam-oj napisał:
    Na marsie nie damy rady stworzyć warunków do życia.


    Brak magnetosfery to spory problem ale nie do obejscia. Przed promieniowaniem moze chronic zycie biologiczne gleba/skala lub woda.
REKLAMA