Een wedstrijd van de Europese Ruimteorganisatie ESA leverde het voorstel op om gigantische vliegers te gebruiken voor het opwekken van energie uit de behoorlijk harde wind die op Mars waait. De vliegers zouden genoeg energie moeten produceren voor de dagelijkse werkzaamheden van een aantal astronauten.
Voor een langdurig basiskamp op Mars hebben we een hernieuwbare energiebron nodig. Maar het produceren en opslaan van zulke energie is lastig op Mars. De rode planeet bevindt zich verder van de zon dan de aarde. Daardoor bereikt slechts 43 procent van het zonlicht dat we op aarde ontvangen Mars, wat zonne-energie minder effectief maakt. En veel aardse technologie, zoals windturbines en gewone batterijen, is veel te zwaar om naar Mars te vervoeren.
Een van de oplossingen voor deze problemen komt uit Nederland. Roland Schmehl, een deskundige van de TU Delft op het gebied van luchtvaart- en ruimtevaarttechniek, heeft samen met zijn collega’s voorgesteld om enorme lichtgewicht vliegers te gebruiken.
Flink groter
Robots besturen de kabels van de Delftse vliegers. Hiermee is de energie van de Martiaanse wind te benutten. Gemiddeld is deze wind sneller dan die op aarde, maar de atmosfeer op Mars is lichter.
‘Die hogere windsnelheden en lagere dichtheid compenseren elkaar enigszins, maar niet helemaal’, zegt Schmehl. ‘De oppervlakte van de vlieger zal daarom flink groter moeten zijn. Iets vergelijkbaars zie je bij het Ingenuity-helikoptertje dat nu op Mars vliegt. Deze helikopter heeft veel grotere rotorbladen dan de kleine drones die we op aarde hebben.’
Draaiende trommel
De vlieger die Schmehl en zijn collega’s voorstellen, vertoont gelijkenissen met andere voorgestelde vliegers om de wind op aarde te vangen. Met een oppervlakte van zo’n 50 vierkante meter is de Marsvlieger alleen beduidend groter.
Als de vlieger hoger de lucht in gaat, wikkelt de kabel waarmee de vlieger aan de grond vastzit verder af van een spoelachtige trommel. Het draaien van deze trommel wekt energie op.
Op een gegeven moment moet de vlieger weer dalen en wordt hij binnengehaald. Dat kost energie, maar minder dan geproduceerd is tijdens het stijgen van de vlieger, zeggen de onderzoekers. Het eindresultaat is een energieopwekkend systeem.
Samengeperste koolstofdioxide
Om genoeg energie te produceren voor een basis op Mars, zou dit systeem gecombineerd moeten worden met 70 vierkante meter aan zonnepanelen. De astronauten moeten ook ’s nachts en in verschillende seizoenen een stabiele energiestroom tot hun beschikking hebben. Daarom is het belangrijk dat de geproduceerde energie kan worden opgeslagen, stellen de onderzoekers.
Een kortetermijnoplossing voor energieopslag is het gebruik van lithium-zwavelbatterijen. Een systeem voor de lange termijn zou kunnen bestaan uit samengeperste koolstofdioxide in ondergrondse grotten. Het samenpersen van dit gas kan dan later weer ongedaan worden gemaakt om de opgeslagen energie los te maken.
Eén huishouden
Dit hele systeem zou 127 megawattuur energie per jaar kunnen leveren – gelijk aan de energie uit 75 vaten olie. ‘Als we dit relateren aan energieverbruik op aarde, dan is dit genoeg voor twintig Nederlandse of vijf Amerikaanse huishoudens’, zegt Schmehl. ‘Een basiskamp op Mars komt neer op één huishouden; vier tot vijf astronauten met een klein lab.’
