Солнечный свет на Марсе - достаточно ли света на Марсе для выращивания помидоров? : Томатосфера - первый семенной фонд

  1. Где на земле ...?
  2. Помидоры на острове Девон
  3. Выращивание помидоров с «концентрированной» солнечной энергией

Отсутствие значительной атмосферы и, следовательно, очень небольшое тепличное потепление в сочетании с удалением Марса от Солнца делают Марс действительно очень холодным местом.

Единственные существенные погодные явления на Марсе - это пыльные бури и сильный ветер. Эти пыльные бури могут затенить солнце на очень длительные периоды времени, иногда превышающие несколько недель.

Достаточно ли будет естественного солнечного света на Марсе для выращивания таких культур, как помидоры, если они будут размещены в подходящей теплице, или потребуются искусственные обогреваемые теплицы?

Два изображения ниже иллюстрируют солнечный спектр, видимый с Земли и Марса соответственно.

Скачать картинку

Над земной атмосферой солнечное излучение составляет чуть более 1300 Вт / м2 (1300 Вт на квадратный метр). Атмосфера Земли не совсем прозрачна для солнечного света, и около четверти солнечного света поглощается или рассеивается до того, как достигает поверхности.

На поверхности Земли, когда Солнце находится прямо над головой в полдень (чистая сухая атмосфера), солнечное излучение снижается примерно до 1000 Вт / м2 (1000 Вт на квадратный метр). Эта величина сильно варьируется в зависимости от таких вещей, как количество пыли и водяного пара в атмосфере.

В полдень на Марсе, когда Солнце находится прямо над головой, солнечное излучение составляет 590 Вт / м2 (590 Вт на квадратный метр).

Все вышеуказанные измерения проводятся с падающим светом, перпендикулярным поглощающей поверхности. Если солнечный свет падает на поверхность под углом, на поверхность будет приходиться меньше энергии (на квадратный метр).

Две наиболее важные особенности этих изображений:

  • Формы спектров идентичны. Они отличаются только по высоте.
  • Общая площадь каждого спектра пропорциональна общей энергии солнечного света. Другими словами, площадь изображений пропорциональна освещенности.

Где на земле ...?

Максимальное солнечное излучение на Марсе составляет около 590 Вт / м2 по сравнению с около 1000 Вт / м2 на поверхности Земли.

Интенсивность Солнца на горизонтальном участке земной поверхности 590 Вт / м2 возникает, когда Солнце находится всего в 36 градусах над горизонтом. Например, максимальная интенсивность Солнца в полдень на Марсе, когда Солнце находится прямо над головой, приблизительно равна интенсивности Солнца на Земле в полдень 15 февраля в Миннеаполисе, Миннесота или Портленде, Орегон.

Например, максимальная интенсивность Солнца в полдень на Марсе, когда Солнце находится прямо над головой, приблизительно равна интенсивности Солнца на Земле в полдень 15 февраля в Миннеаполисе, Миннесота или Портленде, Орегон

Скачать картинку

Скачать картинку

Скачать картинку

Приведенная выше диаграмма сравнивает интенсивность Солнца на Марсе с интенсивностью Солнца в вашем местоположении на Земле, используя дату и широту конкретных местоположений. Для любой широты и любой даты вы можете определить, является ли интенсивность солнечного света на Земле меньше или больше интенсивности солнечного света на Марсе. В темной заштрихованной области (сине-зеленый) солнечное излучение на Земле никогда не превышает 590 Вт / м2 (максимальное солнечное излучение на Марсе). В светло-затененной области (желтый) солнечное излучение на Земле превышает 590 Вт / м2 в течение, по крайней мере, части дня. На красной линии между двумя затененными областями интенсивность солнечного света на Земле достигает ровно 590 Вт / м2 всего за несколько мгновений (в полдень по местному времени).

Помидоры на острове Девон

Помидоры на острове Девон

Скачать картинку

Остров Девон - самый большой необитаемый остров на Земле. Это найдено в 75oN и имеет характеристики поверхности, которые сильно напоминают поверхность Марса. Находясь так далеко на севере, остров Девон имеет солнечное излучение, подобное солнечному излучению на марсианском экваторе. За исключением короткого периода в июне, интенсивность Солнца на острове Девон никогда не превышает солнечную интенсивность на Марсе.

Вы можете убедиться в этом, найдя солнечные условия на Земле под углом 75 ° с.ш. на приведенной выше диаграмме.

  • Будет ли достаточно солнечного света, чтобы выращивать помидоры на острове Девон?

Будут ли помидоры расти в теплице на острове Девон или солнечная энергия будет собираться, храниться в батареях, а затем «концентрироваться» с использованием искусственного тепла и света?

Скачать картинку

Скачать картинку

Выращивание помидоров с «концентрированной» солнечной энергией

Хотя интенсивность света (только около местного полудня) на острове Девон аналогична ожидаемой на марсианском экваторе, продолжительность светового дня в это время составляет 24 часа в сутки из-за его высокой широты (выше полярного круга).

На Марсе, около экватора, продолжительность дневного света составляет около 12 часов, а затем около 12 часов темноты. Марсианская теплица должна быть хорошо утеплена, чтобы избежать резких перепадов температуры ночью.

Возможно, для обеспечения подходящих условий для выращивания растений на Марсе потребуется комбинация пассивного обогрева теплицы в течение дня, дополненная электрическим обогревом и освещением ночью.

Сбор и хранение солнечной энергии - крайне неэффективный процесс. Большая часть энергии теряется в виде тепла задолго до того, как она становится доступной в виде световой энергии для роста растений.

Большая часть энергии теряется в виде тепла задолго до того, как она становится доступной в виде световой энергии для роста растений

Скачать картинку

Будет ли достаточно солнечного света, чтобы выращивать помидоры на острове Девон?
Будут ли помидоры расти в теплице на острове Девон или солнечная энергия будет собираться, храниться в батареях, а затем «концентрироваться» с использованием искусственного тепла и света?