Questão:
A energia geotérmica seria prática em uma base lunar?
James Jenkins
2013-07-26 15:51:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dado líquido suficiente na forma de água ou outro meio adequado, o uso de energia geotérmica seria prático ou viável para alimentar uma colônia lunar?

Wikipedia (referenciado) dá uma temperatura interna para o núcleo das luas de 1600–1700 K, que parece ser facilmente suficiente para criar vapor para alimentar turbinas. Ao contrário da Terra, não há atividade vulcânica perto da superfície, então a perfuração provavelmente teria que ser muito mais profunda, não tenho certeza de quão profundo.

Outros desafios são terremotos e a falta de água no chão. O que pode levar a um risco maior de fratura de um tubo e vazamento de fluido de transferência de calor (um Luna ressecado lixiviaria mais rapidamente os fluidos).

Somente se você coletar a energia geotérmica na Islândia e irradiá-la para a base lunar usando micro-ondas.
Quatro respostas:
#1
+14
SF.
2013-07-26 16:33:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A perfuração "muito mais profunda" teria de ser grosseira 900 km para chegar perto do núcleo. Nenhuma perfuração desta escala foi jamais tentada na Terra. A gravidade mais baixa tornará tudo mais fácil, mas não muito mais fácil, e você terá que ter estações de bombeamento de vez em quando - nenhum cano suportará uma coluna de água de 900 km, mesmo na gravidade lunar.

Além das dificuldades que você listou, está o enchimento dos canos com água - para valer a pena e não esfriar até zero nos primeiros 100 metros, os canos devem ter um diâmetro razoável. Digamos, 1m ^ 2 cruzamentos * 900.000m de comprimento, vezes dois (para cima e para baixo) que são 1.800.000 toneladas de água apenas para preenchê-lo. Como você planeja trazê-lo para lá?

Claro, você pode apenas tentar gerar eletricidade lá no fundo e enviá-la por fios. Isso requer o ciclo de aquecimento-> resfriamento para a água e, embora você tenha aquecimento disponível localmente, o resfriamento pode representar alguns problemas. Você não pode usar evaporação barata ou convecção. Você está praticamente preso com a dissipação na rocha nativa, uma enorme grade de tubos finos conduzindo o calor para a rocha, longe o suficiente da "zona quente" para valer a pena. Quanto mais longe você obtém, mais água você precisa.

Por outro lado:

  • não há ar para dispersar o calor solar
  • não há nuvens para obstruí-lo
  • a poeira voa muito rapidamente sem vento para carregá-lo, para cobrir os painéis.
  • há uma rotação por mês, então os sistemas de ajuste automático ficam inativos na maioria o caminho
  • os riscos de terremotos são mínimos na superfície.
  • não há necessidade de grandes quantidades de materiais caros como água. O quartzo é abundante na superfície.
  • Claro que você tem meio mês de noite (quando você pode precisar usar a energia armazenada ou puxá-la por um fio do outro lado da lua ... ou pelo menos use um refletor orbital para trazê-lo para os painéis), mas então você obtém meio mês de energia constante.

Em outras palavras, se não tivéssemos a opção de energia solar abundante, eficiente e barata, poderíamos nos sentir compelidos a buscar outras opções como a geotérmica na Lua. Atualmente, porém, simplesmente não há razão para escolher uma solução várias ordens de magnitude mais cara quando você tem algo tão barato e eficiente como a energia solar.

se você escolher a energia solar, o que vai fazer durante as duas semanas à noite?
-1
Por que você perfura profundamente para obter um gradiente térmico? Use a Lua como dissipador de calor. A água é rapidamente aquecida a vapor usando a luz solar da superfície, que gira uma turbina, e a água é drenada para um reservatório que a resfria de volta. A Lua está a cerca de -20 ° C constantemente quando você chega apenas alguns metros abaixo da superfície. Você poderia manter um gradiente de 293 graus Celsius indefinidamente.
Em vez de construir a usina solar em um local escuro por duas semanas seguidas, por que não construí-la apenas em um dos pólos? Você poderia construir um grande array capaz de girar uma vez por mês para ficar diretamente apontado para o sol, certo? Na Terra, a energia solar nos pólos não seria muito eficiente porque o ângulo baixo do sol significa que há muita atmosfera no caminho antes de a luz chegar aos painéis, mas isso não é um problema na lua
#2
+7
PearsonArtPhoto
2013-07-26 16:41:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A primeira pergunta é: quão longe você precisa perfurar? Encontrei um artigo que fornece um perfil de temperatura razoável. Dado esse perfil, até onde precisaríamos ir? Parece que a maioria das fontes de energia geotérmica depende da água perto do ponto de ebulição, ou ~ 400 K. Dado que, como nosso benchmark, o modelo parece dizer que precisaríamos ir cerca de 70 km de profundidade para retirá-lo.

Então, quão longe nós fomos na Terra? Este artigo da Wikipedia faz referência a um buraco cavado de 12 km. Está muito longe de 70 km! E isso requer muita maquinaria pesada para alcançar essa façanha!

Resumindo, isso poderia ser feito, e provavelmente será feito algum dia, mas existem maneiras muito mais práticas de obter energia por enquanto.

Quão profundo? Na verdade, não se poderia pular a perfuração e usar a diferença de temperatura entre uma sombra permanente (cratera) e uma área iluminada pelo sol (diurna) para ter uma fonte de energia semelhante à geotérmica na superfície?
Eu sei que esta é uma pergunta antiga, mas a razão pela qual nós só cavamos 12 KM abaixo da terra é por causa do quão quente a Terra fica 12 KM abaixo da superfície. Cavar não é o problema, é encontrar uma broca que possa cavar em alta temperatura. Podemos ser capazes de cavar 70 KM até a lua, em teoria, embora isso provavelmente leve muito tempo e muitos equipamentos que atualmente não temos na lua.
#3
+3
Ken Fabian
2019-09-20 03:10:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Não é o mesmo tipo de geotérmica, mas - bombas de calor de origem subterrânea, também conhecidas como bombas de calor geotérmicas, podem ter usos potenciais para aquecimento e resfriamento de edifícios de habitat. Essas coisas usam o solo como dissipador e fonte de calor. São também reversíveis para que o arrefecimento dos edifícios acrescente calor às rochas e à terra à volta da tubagem, que posteriormente podem ser recuperadas (com algumas perdas) para aquecimento. Eles requerem uma fonte de energia para as bombas.

Eu esperaria que a falta de umidade no "solo" lunar reduziria a condutividade de calor, portanto, arranjos mais densos podem ser necessários. Tubulação enterrada é comumente usada, porém furos em rocha sólida também são usados ​​e podem ser mais apropriados. Menos condutividade pode realmente reduzir a perda de calor além da faixa efetiva de trocadores de calor.

(PS adicionado) Esses tipos de sistemas podem funcionar puramente como armazenamento de energia térmica, mas eles usam mais frequentemente o aquecimento e resfriamento sazonal do subsolo. Na profundidade correta, eles devem ser capazes de usar o calor do dia lunar que persiste por tempo suficiente para durar até a noite lunar.

#4
+2
ray
2019-09-18 15:13:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Você não precisa usar água! Você poderia usar o metano e outros hidrocarbonetos que poderiam ser usados. Eles têm pontos de congelamento muito mais baixos.

Eu sei que há água na lua, não tenho certeza sobre hidrocarbonetos, então fiz uma nova pergunta [Existem hidrocarbonetos na Lua?] (Https://space.stackexchange.com/q/38884/109)


Estas perguntas e respostas foram traduzidas automaticamente do idioma inglês.O conteúdo original está disponível em stackexchange, que agradecemos pela licença cc by-sa 3.0 sob a qual é distribuído.
Loading...