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0531 火星风力发电靠谱吗 下


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虽然通过上述措施可以在火星上实现风力发电的目的,但实际仍面临诸多难题。其中,最具有挑战性的就是火星上恐怖的沙尘暴。
火星是一颗不折不扣的沙漠星球,其地形地貌形成于远古地质活动较为活跃的时期,地表遍布沙丘和砾石,大量的沙尘悬浮在空气中,每年都会出现狂暴的沙尘暴。实际上,火星本身的风力并不强,但由于地表没有草木等阻挡物,地面摩擦系数小,风暴得不到有效遏制。


在持续多月沙尘暴的侵袭下,整个地表逐渐被厚厚的沙尘所覆盖,只有当其遮挡住阳光后,地表温差慢慢减小,风暴才逐步减弱。我国西北地区的沙尘暴的风速在 28 m/s 左右,而火星沙尘暴的风速可以高达 180 m/s,数天时间就可以席卷整个星球。地球上的沙尘暴和火星比起来,显然是“小巫见大巫”。


我国有三个火星基地,分别是甘肃金昌、新疆哈密大海道、和青海海西州茫崖),它们在地形地貌和自然风光上和火星别无二致,均号称自己是“中国最像火星的地方”。
通常意义上,只有在水平方向运动的气流才称为风。虽然火星的直径约为地球的 53%,但其表面凹凸不平,导致其表面积和地球相当。表面的陨石坑、沙丘等复杂地形会扰乱气流,一旦滋生出稳定的横向旋涡,卷起地表颗粒和沙尘,就会形成尘卷风,甚至在局部区域出现多股尘卷风。


总体来说,祝融号等火星车在火星上进行风力发电是完全可行的,但面临的开发利用条件非常恶劣。火星空气密度低是限制风能利用效率的罪魁祸首,除此之外,风电机组还要面临强风暴以及尘卷风的威胁。此外,其表面需要喷涂抗磨损涂层,外部连接处要进行密封处理,以抵御沙尘的侵袭。高温环境下的散热问题以及极端低温造成的润滑问题也不容小觑。随着科技的进一步发展,这些问题或者都能得到解决,有关利用火星风能的那些奇思妙想,也终能梦想成真。


参考文献:


[1] https://www.nasa.gov/


[2] http://www.leonarddavid.com/blowing-in-the-wind-power-production-on-mars/#:~:text=Experimental%20demonstration%20of%20a%20small%2C%20light-weight%20wind%20turbine,University%20in%20Denmark%20in%20the%20fall%20of%202010.


[3]https://www.researchgate.net/publication/252363322_Wind_Energy_a_Resource_for_a_Human_Mission_to_Mars.


[4] Delgado-Bonal, Alfonso & Martín-Torres, F. J. & Vázquez-Martín, Sandra & Zorzano, María-Paz. (2016). Solar and wind exergy potentials for Mars. Energy. 102. 550-558. 10.1016/j.energy.2016.02.110.


[5] H .W. Haslach, Wind energy feasibility for a human mission to Mars: preliminary study", Proceedings of Fifth ASME Wind Energy Symposium, New Orleans, La., Feb.23-26, 1986


[6] Matthew D. Lichter, Larry Viterna, Performance and feasibility analysis of a wind turbine power system for use on Mars. NASA/TM-1999-209390.

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个人声展By 岩谷绘声