10.07.2017

Ученые оценили энергетику обитаемой колонии на Титане

Главными источниками энергии для будущей колонии на спутнике Сатурна Титане могут стать далекое Солнце и приливы в море Кракена.

Крупнейший из спутников Сатурна Титан – единственное, кроме Земли, место во всей Солнечной системе, на котором происходит круговорот жидкости. И хотя жидкость эта – метан, а его реки и озера текут между берегами из асфальта под очень далеким и тусклым Солнцем, в целом Титан считается одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни. Разумеется, существуя в таких экзотических условиях, она вряд ли может быть похожей на нашу.

Если же нам самим понадобится осваивать Титан, то здесь придется возводить серьезные системы защиты и жизнеобеспечения, необходимые для людей и наших спутников. Тем не менее, спутник сбрасывать со счетов не стоит: в конце концов, в Солнечной системе не так много тел, подходящих для освоения в принципе, с твердой поверхностью, минимальной гравитацией и т. п. Американские геофизики Аманда Хендрикс (Amanda Hendrix) и Юк Юн (Yuk Yung) рассмотрели энергетику такой будущей обитаемой колонии на Титане. Их статью публикует Journal of Astrobiology & Outreach.

Разумеется, колония на Титане вполне может полагаться на доставку энергоносителей извне – например, топлива для установленных здесь ядерных или термоядерных реакторов. Однако куда эффективнее будет использовать местные ресурсы спутника: в конце концов, его запасы горючих углеводородов, как считается, на порядки превосходят все, что можно найти на Земле. В отсутствие легкодоступного кислорода так просто сжечь их не получится.

Не проще дело обстоит и с гидроэнергетикой. Дожди на Титане – редкость, настоящие текущие потоки появляются спонтанно и чрезвычайно редко, а местные озера отличаются поразительным на фоне земных спокойствием. Теоретически возможно создать новые русла для использования жидкости этих озер и установить дамбы. В принципе это возможно, хотя, по словам авторов работы, станет чрезвычайно затратным инженерным проектом.

Куда интереснее, по их мнению, приливная энергетика Титана. Проходя в неоднородном гравитационном поле могучего Сатурна, спутник испытывает мощное действие приливных сил, которые создают сильные приливы в его озерах. Крупнейшее из них, Море Кракена, поднимается на метр, и энергия всей этой волны устремляется к узкому проливу, разделяющему северную и южную части моря проливу Селдона (Seldon Fretum). Аманда Хендрикс сравнивает его с Гибралтаром на Земле: по ее мнению, здесь вполне можно разместить турбины, которые собирали бы энергию ежедневного течения жидкости и вырабатывали электричество.

Ветрогенерация на Титане остается предметом спорным. С одной стороны, атмосфера его достаточно плотна (в 1,5 раза плотнее земной), а образование дюн на поверхности свидетельствует о том, что ветры, по крайней мере, время от времени, здесь дуют. С другой стороны, мы пока не получили прямых свидетельств о них, их силе и динамике изменений. Судя по данным зонда Huygens, прошедшего сквозь атмосферу Титана в 2005 г., в верхних слоях ее ветры все-таки достаточно сильны. Поэтому Хендрикс и Юн считают, что для использования этой энергии потребуются не обычные ветряки, а летающие, размещенные, например, на дирижаблях или воздушных змеях.

Наконец, возможна ли солнечная энергетика на расстоянии вдесятеро более далеком от Солнца, чем находится Земля? Тут, под часто закрытой облачностью атмосферой, всегда полумрак, но ученые считают, что и это не проблема. Если развернуть на Титане достаточно большой массив панелей, они справятся с обеспечением колонии. Хендрикс и Юн подсчитали, что для нужд 300 млн человек (население США) потребуется закрыть панелями порядка 10 процентов площади Титана.

Это пространство сравнимо с площадью США; по словам ученых, на Земле такому же количеству людей было бы достаточно «менее 10 процентов площади Канзаса». На Титане же придется решить и еще одну проблему – очистки панелей. В окружении текучей органики поверхность их будет быстро загрязняться, снижая эффективность энергогенерации. Но если уж вы покроете ими 10 процентов площади спутника Сатурна за миллиарды километров от Земли и в крайне неблагополучных условиях, с очисткой панелей вы как-нибудь справитесь.

Сергей Васильев

Источники:

1. naked-science.ru