Onderzoek van de Universiteit van Californië toont aan dat bewoners van de rode planeet een keuze zullen moeten maken tussen twee soorten energie.
NASA en het Europees Ruimteagentschap ESA zijn van plan om binnen de volgende 20 jaar astronauten op Mars te krijgen. Ook SpaceX-CEO Elon Musk spreekt over plannen om de rode planeet te koloniseren.
Een van de grootste praktische vraagstukken rond het stichten van een kolonie op Mars blijft nog steeds de energievoorraad van zulke kolonies. Enkele studenten van de Universiteit van Californië (Berkeley) onderzochten vier jaar lang hoe Marsnederzettingen kunnen worden aangedreven. Ze publiceerden hun bevindingen vorige week.
Genoeg brandstof voor een terugreis
Volgens de onderzoekers zouden zowel kern- als zonne-energie geschikt zijn om een langdurig verblijf op Mars te voorzien van stroom. De toekomstige Marsbewoners zullen wel op voorhand goed moeten kiezen op welke van deze twee soorten energie ze zullen inzetten. Het materiaal om energie op te wekken zal namelijk bijzonder veel wegen en de ruimtereizen serieus vorm geven.
Zonne-energie zou geschikt zijn voor nederzettingen dicht bij de evenaar van de planeet. Kernenergie zou dan weer beter werken voor kolonies nabij de polen van Mars. Dat heeft natuurlijk te maken met de hoeveelheid licht die zonnepanelen zouden kunnen opvangen gedurende een zonnecyclus.
De onderzoekers simuleerden voor de studie de energie-opties die een Marsbasis van zes personen zou hebben. De eerste astronauten, die de basis zouden optrekken, moesten bijna al het benodigde materiaal meesleuren wanneer ze de Aarde verlieten, waaronder fotovoltaïsche cellen, batterijen en nucleaire reactoren die onmiddellijk ingezet moesten worden om te overleven. Materiaal van Aarde meenemen naar Mars is bijzonder moeilijk en duur, dus je moet echt minimaliseren hoeveel je meeneemt, menen de onderzoekers.
Vervolgens werd er berekend hoeveel stroom de zonne- of nucleaire-energieopties zouden opwekken en hoeveel massa de astronauten moeten meesleuren om die energie te produceren. Zo’n 50 procent van de oppervlakte van Mars zou beter geschikt zijn voor zonne-energie dan alternatieven. Er zou slechts 8,3 ton aan materiaal nodig zijn om voor zes mensen een bewoonbare basis in te richten met zonne-energie op die plaatsen. Via lichte zonnepanelen zou er een gemiddelde van 40 kilowatt kunnen opgewekt worden, wat voldoende is voor verwarming, verlichting, de aandrijving van een Marsrover, het genereren van zuurstof, de creatie van meststof voor gewassen en zelfs voor de productie van methaan om genoeg brandstof te hebben voor een terugreis.
Kernenergie aan de polen
Kernenergie zou beter geschikt zijn om te wonen aan de polen van Mars, omdat de planeet zo’n 25 graden scheef op zijn as staat. Dat is iets meer dan de Aarde, wat betekent dat zijn omloopbaan minder cirkelvormig is, zodat er gedurende delen van het jaar minder zonlicht de PV-cellen van de panelen kan bereiken.
Het benodigde materiaal om voldoende kernenergie op te wekken, zou zo’n 9,5 ton wegen om dezelfde hoeveelheid energie als de zonnepanelen op te wekken. Dat gewicht zou alvast haalbaar zijn voor de raketten van de nabije toekomst, zoals het Space Launch System van NASA en de Starship en Super Heavy van SpaceX. Die systemen kunnen allemaal ladingen van enkele tientallen tonen naar de ruimte brengen.
Zonnepanelen aantrekkelijker op lange termijn
Hoewel het vraagstuk van de energie moet opgelost worden voor een tocht naar Mars ondernomen wordt, vanwege het gewicht van het materiaal, moet het energieverhaal niet per se uitdraaien op een harde keuze. De onderzoekers van Berkeley denken dat beide vormen mogelijk zijn, als verschillende reizen goed voorbereid worden.
Het belangrijkste is dat de Marskolonisten zeker zijn dat ze uiteindelijk een overvloed aan energie zullen hebben. Van één enkele technologie afhangen zou namelijk bijzonder gevaarlijk zijn. Als er een systeemfout voorvalt, kan dat leiden tot een catastrofe.
Als er meer mensen naar de kolonie verhuizen, zullen zonnepanelen wel steeds aantrekkelijker worden, weten de onderzoekers. Zonnepanelen zijn namelijk een eenvoudigere technologie die makkelijk op te schalen valt. Plutonium op mars vinden voor een kernreactor zal ook geen koud kunstje zijn, staat in de studie te lezen. Hoe een samenleving op Mars zich zal organiseren op lange termijn is een nog groter vraagstuk.
(kg)