随着一系列探测活动的展开，火星好像已经成为我们人类星际探索中最可触及的目标。随之而来的问题是，我们如何在这颗红色星球表面获取源源不断的动力？简而言之，火星移民地能源问题，如何解决？

太阳系与火星

谈到这里，可能人们心中最接近的答案是——核能。没错，迄今为止，许多人都认为核能是星际探索中最好用的能源。

然而，与这些观点相左的却是，最近，加州大学伯克利分校（University of California，Berkeley）的科学家发表了一篇论文，认为太阳能是一种更为可行的火星能源方案，而不是人们往往已经认定的核能。为什么这么说呢？

火星上的太阳能电站设想图

火星上的电

该研究小组对比分析了几种可能在火星上产生能量的方式。在比较中，所有能源方式的计算都是根据一个六人火星移民小组的电力需求展开的，其中包括了需要从地球运送到火星的设备的重量。

人们信任核能的原因，很大程度是因为它的发电量是不受位置环境影响的，也就是说一个小型核裂变反应堆在任何地方基本上都能产生相同的能量。与之相对来说，太阳能的发电量在很大程度上取决于环境了，比如阳光和表面温度等。

最佳解决方案

然而，即便如此，在考虑了干扰光散射和吸收的粒子和气体等非常细致的因素后，经过复杂的计算，最终，在权衡后，利用压缩氢储能的光伏阵列发电方案脱颖而出了。

太阳能的优势在火星赤道最为明显，因为在那里，建设一个光伏阵列发电系统仅需从地球向火星运输大约8.3吨设备，而建造相同发电量的小型核电站则需要运输9.3吨的设备——大家都清楚，设备重量的降低对星际运输的意义有多么的巨大。

显然，太阳能的方案优势将会随着它远离火星赤道而变得越来越小，换句话说，如果未来的火星定居点是定位在火星赤道附近，那么太阳能将是最好的解决方案。反之，如果一项火星任务需要在火星南北极附近进行，那么核能就又变成了最佳方案了。

火星上的能量储存

而在光伏阵列方案中，比较有趣的是，科学家们使用氢来进行太阳能发电的能量储存——因为氢与氮结合时，也可以用来制造肥料中的氨，而火星上是不缺氮的。

地球上的成熟光伏+氢储能电站

制氢储能的原理很简单，利用多余的电力从水中制造氢气，然后将其储存在压力容器中，在需要时，从其中再提取能量。

该研究是由来自太空生物工程利用中心（Center for the Usage of Biological Engineering in Space）的成员进行的，该中心致力于利用生物工程微生物从二氧化碳中生产塑料和药品等产品。该团队在《天文学和空间科学前沿》杂志上发表了他们的研究结果。

通过这项研究，该团队能够规划和指定在某个确定的火星任务期间可用电量和氢气的基准限值。也就是说，我们可以知道有多少电力可用。当然，最终还是希望能够建立一个完整的系统模型，包括所有组件，这将有助于规划火星任务、评估权衡、识别风险，并在任务之前或任务期间提出策略。

引用

• How will we create oxygen on Mars?
• Center for the Utilization of Biological Engineering in Space - (CUBE)
• Photovoltaics-driven power production can support human exploration on Mars" in Frontiers in Astronomy and Space Sciences - (Frontiers in Astronomy and Space Sciences)