Международная группа исследователей разработала основанный на плазме способ производства и разделения кислорода в марсианской среде. Это дополнительный подход к эксперименту NASA по использованию ресурсов кислорода на месте (MOXIE), и он может обеспечить высокую скорость производства молекул на килограмм приборов, отправленных в космос.
Такая система могла бы сыграть важную роль в развитии систем жизнеобеспечения на Марсе. Она также могла бы производить сырье и базовые химикаты, необходимые для переработки топлива, строительных материалов и удобрений.
В Journal of Applied Physics от AIP Publishing исследователи представили метод использования и обработки местных ресурсов для создания продуктов на Марсе. Поскольку атмосфера в основном состоит из двуокиси углерода, которая может быть расщеплена для получения кислорода, а ее давление благоприятно для воспламенения плазмы, естественные условия на красной планете почти идеальны для использования плазмой ресурсов на месте. В состав группы вошли ученые из Лиссабонского университета, Массачусетского технологического института , Сорбоннского университета, Эйндховенского технологического университета и Голландского института фундаментальных энергетических исследований.
На пути производства кислорода на Марсе стоят два больших препятствия. Во-первых, разложение молекул углекислого газа для извлечения кислорода. Эту молекулу очень трудно разрушить. Во-вторых, отделение полученного кислорода от газовой смеси, которая также содержит, например, углекислый газ и окись углерода. Ученые рассматривают эти два шага комплексно, чтобы решить обе проблемы одновременно. Вот где плазма может помочь.
Плазма, четвертое естественное состояние материи, содержит свободные заряженные частицы, такие как электроны и ионы. Электроны легкие и легко ускоряются до очень высоких энергий электрическими полями.
Когда пулеподобные электроны сталкиваются с молекулой углекислого газа, они могут непосредственно разлагать ее или передавать энергию, чтобы заставить ее вибрировать. Эта энергия может быть направлена в значительной степени на разложение углекислого газа. Совместная группа ученых из Франции и Нидерландах экспериментально продемонстрировали справедливость этих теорий. Кроме того, тепло, выделяемое в плазме, также полезно для выделения кислорода.3
Кислород является ключом к созданию пригодной для дыхания среды. Он также является отправной точкой для производства топлива и удобрений для будущего марсианского сельского хозяйства. Для будущих миссий потребуется местное производство топлива. Все они имеют решающее значение для будущего поселения людей на Марсе.
Расщепляя молекулы углекислого газа для производства экологически чистого топлива и переработки химических веществ, плазменная технология также может помочь в борьбе с изменением климата на Земле.
