Le missioni robotiche puoi semplicemente freezarle durante la notte lunare, per riprendere l’attivita’ quando il sole sorge. Anzi, si fa gia’.
Per le missioni umane, la tecnologia della batterie ha fatto grossi progressi negli ultimi anni. Servono capsule straisolate termicamente/sotterrnee ma non e’ del tutto impensabile ipotizzare modi per far svernare eventuali astronauti per 14 giorni grazie alle batterie, soprattutto quando puoi portare 100 tonnellate di cargo. Poi chi fa SS ha un certo know how anche con le batterie.
Sul lungo termine la soluzione sembra essere posizionare solar farm in localita’ dove c’e’ sempre o quasi irraggiamento solare (alcune alture ai poli lunari, grazie al fatto che l’incinazione dell’asse di rotazione della luna e’ praticamente nulla).
Oppure, entriamo nella fantascienza ma e’ teoricamente possibile posizionare solar farm in piu’ di una localita’ e collegarle tra loro con linee HVDC (alta tensione in corrente continua) che necessitano di un solo conduttore che puo’ essere semplicemente appoggiato sulla superficie, mentre il suolo fa da secondo conduttore. Il peso complessivo dei coduttori potrebbe non essere cosi’ elevato, con varie ottimizzazioni, rendendo possibile creare una rete di solar farm in cui almeno una e’ illuminata in qualunque momento. So che non e’ una cosa semplice, la cito solo per evidenziare che il nucleare in teoria non e’ l’unica soluzione.
Tra parentesi si puo’ anche accumulare energia sotto forma di calore, per il riscaldamento dell’habitat e’ forse la cosa piu’ semplice mentre per la produzione di elettricita’ si avrebbero rendimenti bassi (nell’ordine del 30% piu’ che altro quando riconverti il calore in lavoro) ma usi come materiale d’accumulo la regolite o le rocce. Non e’ fantascienza in Finlandia c’e’ gia’ una localita’ che usa accumulatori termici a sabbia stagionali, che accumulano il calore per 6 mesi, al confronto accumularlo per 14gg e’ piu’ semplice.
Sicuramente ci sono altre soluzioni che le leggi della fisica permettono che non ho citarto, queste sono le prime che mi sono venute in mente.
A mio avviso vedo tutte queste tecnologie come promettenti, ma solo nel lungo periodo. Sono valide sulla terra dove si cerca di evitare danni all’ambiente mentre sulla Luna sarebbero solo inutilmente complicate.
Una volta sulla Luna i primi avamposti umani saranno letteralmente affamati di energia, perché rinunciare ai vantaggi del nucleare?
Diciamo che per mandare avanti una piccola stazione con 5-6 persone durante la notte lunare bastino 20 kwh al giorno. Significa che con 2.5 tonnellate di batterie hai fatto.
Pienamente d’accordo, su una superficie bombardata dal Sole praticamente sterile e priva di vita ,non ha senso rinunciare al nucleare , almeno dal punto di vista ecologico ,poi sui costi non saprei.
Faccio il conto preciso, usando tecnologia terrestre cosumer opera dello stesso EM che fa SS.
20 kwh * 14 giorni = 280 kwh
diviso 13 kwh utili (specifice Tesla) fanno 21 Powerwall 2.
Per 114 kg (peso unitario) fanno 2394 kg.
Secondo me una capsula ben isolata con condizioni di vita paragonabili a ISS si riesce a tenerla calda e funzionale anche con meno di 20 kwh al giorno.
Comunque con una Lunar Starship cargo one way, hai voglia batterie che ci porti sulla Luna.
Ora paragonatemele con i costi, i tempi e le rogne per progettare, certificare e lanciare dalla Florida un reattore nucleare con gli ecologisti di tutto il mondo che fanno la hola.
Io non sono contrario al nucleare, anzi. Ma non su questo pianeta e neanche sulla Luna. Su Marte si che sara’ necessario ma la Luna ha un fottio di energia, e’ solo intermittente, ma la cosa e’ gestibile in un sacco di modi.
Mentre il pianeta rosso, senza nucleare non ha margini di sviluppo, con nucleare a manetta puo’ diventare il posto piu’ produttivo del sistema solare. Ma non e’ per domani mattina.
EDIT: un RTG e’ un’altra cosa, averne uno in una base lunare puo’ fare comodo, forse intendevate questo, non un reattore a fissione.
20 kWh al giorno? 800 W in tutto? Ma scherzi?
Io stimerei da 10 a 100 volte tanto. Riscaldamento, ventilazione, preparazione dei cibi, già solo di illuminazione vuoi mettere qualche kW? E la serra?
Senza contare elettrolisi dell’acqua, produzione di ossigeno, eliminazione della CO2.
La ISS ha 120 kW elettrici, pari a 2,88 MWh al giorno. E non va scaldata o quasi.
Sono d’accordo con archipeppe, l’unica soluzione è un bel reattore compatto a sali fusi, stile NASA Kilopower.
20 kWh mi sembra molto poco. I sistemi di sopravvivenza della ISS quanto consumano? Intendo non solo il riscaldamento (che sulla ISS giova anche dell’irraggiamento quindi non è detto nemmeno che sia un bilancio negativo) ma soprattutto il trattamento aria e acqua. Condensare il vapore emesso dagli astronauti energeticamente è impattante.
Con sistemi molto efficienti alcuni flussi termici si possono sfruttare (es il calore latente di consensazione del vapore può essere usato per riscaldare l’ambiente) ma così di primo acchito 20 kWh/die mi sembra proprio poco.
Questo pensando alla mera sopravvivenza. Se hai esperimenti che richiedono energia non recuperabile sei già fuori
Il punto e’ che una base lunare basata sulle batterie sembra fattibile.
20 kwh e’ una cifra del tutto inventata, l’ho buttata li perche’ simile al consumo di una abitazione con consumi medio-alti (io consumo mediamente 16 kwh e in inverno la pompa di calore e’ sempre accesa).
Ovviamente una power SS, piena di batterie che non c’e’ neanche bisogno di scaricare ma basta allacciarsi al veicolo atterrato, potrebbe accumulare 40 volte tanto, sugli 11 Mwh, sempre basandosi sulla densita’ energetica del powerwall.
Il supporto vitale e altri servizi possono accumulare i fluidi in serbatoio tampone e rigenerarli durante il giorno lunare. L’isolamento termico della capsula per la notte lunare puo’ avere un isolamento termico spinto mentre durante il giorno gli astronauti possono avere a disposizione ambienti piu’ ampi. La ISS e’ progettata con altri requisiti e con cicli buio-illuminazione molto piu’ brevi. Non sono in grado di valutare quanto una base lunare ottimizzata potrebbe consumare durante il periodo notturno.
Pero’ con 100 tonnellate di batterie direi che i margini per fare una base lunare basata sull’accumulo elettrico ci sono. E’ uno dei tanti motivi per cui una lunar SS cambierebbe i giochi anche se non fosse in grado di tornare indietro.
E non ditemi che le basi lunari non sono Lego, lo so bene… ma vale sia per le batterie grosse che per le centrali nucleari a fissione lunari.
Sei in condominio forse… Io ho casa indipendente, al suolo e consumo 2Mwh al mese d’inverno, sono 70 kWh al giorno, riscaldamento elettrico al pavimento, circa 100% di efficienza, più realistico della pompa di calore che ha circa il 280% di efficienza, sfrutta l’energia termica dell’atmosfera esterna. Basati su questi numeri meglio, sono più realistici.
Devi considerare 28 giorni, perché la corrente ti serve anche durante il dì. E nel conto della massa devi aggiungere pure i pannelli che servono per caricare queste batterie
Il conto energetico è complesso e non può essere fatto a spanna, basti solo pensare al consumo dello ECLSS che deve funzionare ininterrottamente, il quale va dimensionato in base alle persone presenti nella struttura.
Poi non potete pensare al fabbisogno energetico della “sola” base lunare ma anche alla flotta di veicoli a supporto i quali (sopratutto quelli di superficie) saranno quasi tutti elettrici.
Ancora una volta: il nucleare è l’unica soluzione, resta solo da decidere che tipo di nucleare…
Per cominciare missione diurna breve, cosi’ il problema non si pone.
Poi non mi capacito come pensiate che sia piu’ semplice progettare, testare e lanciare un reattore a fissione sulla luna, rispetto a fare un letargo con tante batterie, ovviamente con operativita’ ridotta. Di notte si dorme, anche se dura 14 giorni.
Esistono gia’ dei design ad uno stadio di progettazione avanzato?
Poi se fanno una missione al polo sud magari trovano un posto illuminato per piu’ di 14gg.
Il punto è che stai pensando alla sola missione Artemis III, mentre il programma Artemis tutto è molto più articolato e con obiettivi più ambiziosi nel lungo termine
Pensa alla base lunare come ad un camper…
Se lo alimenti con pannelli + batterie devi incrociare curve di carica, di carico, assorbimenti possibili e futuri, capacità di generazione dei pannelli …
Se usi un gruppo elettrogeno devi solo preoccuparti che possa reggere il carico e che abbia carburante…
In un ambiente difficile l’avere una “pila” che può garantirti il carico massimo in qualsiasi momento e per tutta a vita operativa è una semplificazione impagabile…
Una cosa è certa. Per questo genere di reattori di piccole dimensioni e che devono operare per decenni idealmente, non si può prevedere ne il refueling ne farli eccessivamente pesanti o grandi. Per questo penso che le tecnologie di riferimento non saranno quanto quelle del nucleare civile, quanto quelle del nucleare militare. Questi reattori lunari dovranno lavorare con uranio altamente arricchito come avviene per il combustibile dei reattori navali
Visto che siamo in vena di ipotesi e che si parla di quello che verrà tra 20 anni, io ci vedo proprio bene il SBSP, lo stanno testando in qualche modo praticamente tutte le agenzie, già sono stati fatti dei test validi, che ne hanno dimostrato il funzionamento, è economico e scalabile, è facile coprire per lungo tempo zone remote, avrà applicazioni sulla Terra, quindi sviluppo continuo garantito. L’orizzonte temporale per la commercializzazione della tecnologia è di circa 15, proprio perfetto quindi.
Per chi non conoscesse l’acronimo stiamo parlando dello space-based solar power. Ma per alimentare qualcosa sulla superficie della Luna, in che orbita lo metteresti? Selenostazionaria immagino… ma credo sia molto più complesso rispetto all’assemblare un impianto in GEO…
EDIT: Però basterebbe qualcosa di molto piccolo, quindi, perché no.
EDIT DELL’EDIT: Indagando un po’ ho visto che non esiste un’orbita selenocentrica stabile. Del resto la Terra è geostazionaria rispetto alla Luna ma immagino sia troppo distante.
Che roba è? Non esiste assolutamente, ora propongo la pagina per la cancellazione, grazie per avermelo segnalato.
Comunque lo farei distribuito, con dei trasmettitori sparsi per le decine di satelliti che ci saranno tra 10, che forniranno copertura radio, segnalamento della posizione e a questo punto anche trasmissione di energia a mezzo microonde.
Tanto la stazione ricevente può essere unica per centinaia di trasmettitori. La copertura è necessaria. Uno sul Gateway ad esempio ci sta proprio bene, può trasmettere per l’ 85% del tempo della notte lunare.
Comunque in realtà un’orbita che guarda sempre la faccia in ombra della Luna esiste, è L2 Sole-Terra, però un satellite lì dista tra 1 e 2 milioni di km dalla Luna.
Ok, interessante, quindi dici che la trasmissione di energia diventerebbe un servizio comune come la copertura radio. Alla richiesta di cancellazione ho già provveduto io!
Non esiste assolutamente, ora propongo la pagina per la cancellazione, grazie per avermelo segnalato.