重要な大気が存在せず、温室効果がほとんどないことと、火星が太陽から遠いことが相まって、火星は非常に寒い場所となっています。
火星にはトマトなどの作物を栽培するのに十分な自然の太陽光があり、適切な温室に入れることができるのでしょうか。
以下の2つの画像は、それぞれ地球と火星から見た太陽スペクトルを示しています。
Download image
地球の大気の上では、太陽放射照度は1300W/m2(1300ワット/平方メートル)をわずかに超えています。
地表では、正午に太陽が真上にある状態（大気が乾燥している状態）で、太陽放射照度は約1000W/m2（1平方メートルあたり1000ワット）に減少します。
太陽が真上にある火星の現地正午の日射量は590W/m2（1平方メートルあたり590ワット）です。
上記の測定はすべて、入射光が吸収面に対して垂直になるようにして行っています。
これらの画像の最も重要な2つの特徴は、以下のとおりです。
- スペクトルの形は同じです。
- 各スペクトルの総面積は、太陽光の総エネルギーに比例しています。
Where on Earth…?
地表の太陽放射照度が約1000W/m2であるのに対し、火星の最大太陽放射照度は約590W/m2です
地表の水平部分における590W/m2の太陽の強さは、太陽が地平線からわずか36度の位置にあるときに発生します。 例えば、太陽が真上にある火星の現地正午までの太陽の最大強度は、2月15日正午のミネアポリスやオレゴン州ポートランドでの地球上の太陽の強度とほぼ同じです。
画像のダウンロード
Download image
上の図は、特定の場所の日付と緯度を用いて、火星の太陽の強さと地球上のあなたの場所の太陽の強さを比較したものです。 どの緯度、どの日付でも、地球上の太陽光の強さが、火星の太陽光の強さよりも小さいか大きいかを判断することができます。 濃い斜線部分（青緑）では、地球の日射量が590W/m2（火星の最大日射量）を超えることはない。 明るい斜線部分（黄色）では、地球の日射量が590W/m2を1日のうちの少なくとも一部で超えている。
デボン島のトマト
Download image
デボン島は、地球上で最大の無人島です。 北緯75度の位置にあり、火星の表面に似た特徴を持っています。 北緯75度に位置するデボン島は、火星の赤道に近い日射量を有しています。 6月の短い期間を除いて、デボン島の太陽の強さが火星の太陽の強さを超えることはありません
この事実を確認するには、上の図で地球上の北緯75度の太陽条件を探してみてください。
- デボン島の屋外でトマトを栽培するのに十分な太陽光があるでしょうか
デボン島の温室の中でトマトが育つでしょうか、あるいは太陽エネルギーを集めてバッテリーに蓄え、人工的な熱や光を使って「濃縮」する必要があるでしょうか。
画像のダウンロード
Download image
Growing tomatoes with ‘Concentrated’ solar energy
デボン島の光の強さ（現地の正午付近のみ）は、火星の赤道上で予想される光の強さに似ていますが、この時間帯の日照時間は短いです。
火星の赤道上では、光の強さ（正午付近のみ）は火星の赤道上とほぼ同じですが、高緯度（北極圏以上）のため、この時間帯の日照時間は1日24時間です。
赤道付近の火星では、日照時間は約12時間、その後約12時間の暗闇が続きます。
火星で植物を栽培するのに適した環境を提供するには、日中のパッシブな温室の暖房と、夜間の電気的な暖房と照明の組み合わせが必要になるでしょう。
画像をダウンロードする