˚F ROM的表面火星，太阳看起来很大的不同。对于初学者来说，它更小更暗，因为它距离地球的红色行星的距离是地球的1.5倍。但这并没有减少太阳能对明天火星定居点的重要性。
在今年早些时候的一次演讲中，宇航局火星研究能力团队的米歇尔·鲁克认为太阳能是人类火星任务的最佳选择(定于2030年代)，但在有毒环境中利用遥远太阳的力量构成了航空航天局面临的一系列挑战 – 它正在开发40多种不同的技术 – 以及将承包建造火星基础设施的私营部门。
其中一个私营部门合作伙伴是西门子(一家其软件位于好奇号火星车上的公司)的高管克拉克韦德兹(Clark Weidetz)，他们讲述了我们如何应对这些挑战。
生活在火星上可能是人类有史以来面临的最大挑战，但我们将面临的问题的许多解决方案只是我们已经在地球上找到的问题的演变版本。
1.太阳能电池板如何防尘?
火星因沙尘暴而臭名昭着。NASA的Sojourner，Spirit和Opportunity漫游者全部由太阳能电池阵列供电，并且在积尘方面存在问题。这些问题并不是什么大问题，因为当电力短缺并等到沙尘暴停止时，火星车可以关闭。另一方面，人类不能只是“关闭”。
Weidetz相信我们可以处理这个，因为我们有很多练习处理地球上的灰尘。“我们在这里看到了，对吧?”他告诉Inverse。“如果你向西望向加州中部地区的太阳能项目，他们就有这样的问题。如果你去新墨西哥州或亚利桑那州的一些沙漠地区，那里有一些地面安装的太阳能项目需要清洁。“
“有一种可以嵌入面板工艺的自清洁系统将是整洁的，”他继续说道。“我们在这里所做的是，我们在一年中的某些地方增加了清洁次数，那些面板变得非常多尘和肮脏。”火星上的清洁面板将更难以手动完成，因此Weidetz说它更可能是面板需要某种内置机制来处理该任务。
2.太阳能电池板如何抵御火星的风?
火星可以有一些严重的风，虽然这是一个红色行星实际上不如地球极端的地区。火星风速达到每小时60英里，而我们的世界纪录是每小时231英里。然而，每小时60英里的阵风可能对已经很轻的太阳能电池板造成大量损害(它们需要在长途旅行中保持轻盈。)
“如果你遇到严重的风力问题，那些太阳能电池板可能会被吹走，”Weidetz说。基本上，我们必须确保阵列足够轻，可以从地球带来，但重量足以承受偶尔的强风。
3.太阳能电池板可以自主构建吗?
在地球上建立一个微电网，我们有充足的工具和资源供我们使用 – 更不用说建筑工人可以呼吸的空气 – 比在火星上设置一个更容易。NASA正在考虑用于太阳能电池阵列的解决方案之一是自主部署机制。这对核电来说真的不起作用，核电需要更复杂的设置，甚至可能涉及火星水(假设它可用)来制造反应物。你可以想象会有多复杂。相比之下，太阳能发电是比较容易的，但不是说要容易得多。
这很艰难，”Weidetz说。他估计地球与火星上的微电网的成本和构造之间的大部分差异将来自发电资产本身，而不是控制。控件可能在这里和红色星球上相似，因此更容易组装。
Weidetz说，我们克服这类真正困难问题的唯一方法就是结合专业知识和聚集大量合作伙伴来完成这些人类火星任务。“从合作的角度来看，如果你想到所有不同的组织 – 公共和私营部门 – 关于谁将有助于建立一个新星球，那真的是无穷无尽的。”也许宇航局最终将寻求建筑施工建议像Bechtel或Fluor这样的公司。
太阳能电池板是否可以通用，具体取决于菌落的位置?
太阳能电池阵列在火星赤道附近比它的两极更容易拉开。在那些较暗的区域，阵列需要更大，因此更昂贵，构造更麻烦，并且更难维护。
但Weidetz强调微电网不一定要严格按照太阳能供电。它也可以利用其他来源。“你可以使用所有这些发生源，”他说，在月球的黑暗面想象一个类似的微电网设置。“让我们说月亮的一部分在X年内没有太阳。在该特定区域的那段时间内可以使用其他发电资产。“
Weidetz说这是微电网的美丽：它是小规模的，所以它可以根据某些区域的规格进行定制。
5.火星殖民者将如何修理太阳能电池板?
如果有一场巨大的沙尘暴阻止人类在定居点外冒险以维持微电网或修复故障部件会怎么样?我们可以自动化维护系统的次数越多，问题就越少。但Weidetz强调要考虑的另外两点：能量储存和天气预报。
在这里，我们谈论可用于特定应用的最经济的存储类型，”他说。“那可能并非如此，对吧?”
在火星上，我们希望在成本之前优先考虑安全性，这意味着我们应该购买任何可充电电池，燃料电池或其他存储机制将持续足够长的时间以确保我们度过紧急状态。
一个优点是火星的天气是相当可预测的。“你可以投入使用的扳手，’好吧，现在我们有24小时的风暴，’”Weidetz说。“为了保护在那里的人们，我们需要建立和运行什么建筑?” 现在我们可以预测到。我们可以预测所需的电力负荷是多少，所需的热负荷是多少，必须为这些负荷供应的发电资产是什么，我们是否有足够的电力来实现这一目标，我们能够实现多长时间?’”
如果像SpaceX这样雄心勃勃的团体计划证明是真的，那么人类对火星的任务可能只有九年之后。这意味着我们需要尽快确定电力情况。
如果Weidetz和其他研究人员是对的，可以通过借鉴我们在地球上的经验来解决许多最大的挑战。
