Jak się okazało, można nim łatwo pozyskać paliwo i utleniacz z atmosfery Czerwonej Planety.
Naukowcy z Portugalii i Francji zbadali efektywność rozkładu dwutlenku węgla na tlenek węgla i tlen w warunkach marsjańskich i odkryli, że będzie on znacznie wyższy niż na Ziemi. Nawet dość energooszczędne urządzenie wykorzystujące zimną plazmę (o temperaturze zbliżonej do pokojowej) może uzyskać duże ilości tlenu bezpośrednio z atmosfery czwartej planety. Odpowiedni artykuł został opublikowany w Plasma Sources Science and Technology.
Zimna plazma, podobnie jak zwykła plazma, jest zjonizowanym gazem nasyconym jonami i elektronami. Temperatura elektronów w „zimnej” plazmie jest znacznie wyższa niż temperatura jonów, ponieważ wymiana energii między tymi dwoma typami cząstek jest często trudna. W tym przypadku zimna plazma oznacza częściowo zjonizowany gaz z ułamkiem naładowanych cząstek wynoszącym około procent ich całkowitej liczby. Temperatura takiej plazmy z reguły jest zbliżona do temperatury pokojowej, co sprawia, że jest ona bezpieczna w obsłudze, a jej wytworzenie wymaga jedynie niewielkiej ilości energii.
Autorzy nowej pracy zauważają, że próbowali już użyć zimnej plazmy do przyspieszenia reakcji chemicznych w warunkach ziemskich. Między innymi był używany do rozkładu dwutlenku węgla na tlenek węgla i tlen. Jednak na Ziemi nie jest to zbyt skuteczne. Tlenek węgla wytworzony tą metodą rozkładu CO2, ze względu na stosunkowo wysoką temperaturę laboratoriów naziemnych, został natychmiast ponownie utleniony do dwutlenku węgla, co uczyniło to podejście niepraktycznym. Jednak naukowcy przeprowadzili obliczenia, które wykazały, że przy znacznie niższej temperaturze i ciśnieniu na Marsie czynnik ten będzie nieistotny.
Ciśnienie atmosfery na Marsie jest 160 razy mniejsze niż na Ziemi, a średnia temperatura wynosi poniżej -50 stopni Celsjusza. Oznacza to, że w takich warunkach ponowne utlenianie wytworzonego tlenku węgla z uwolnionym wolnym tlenem zajmie dużo czasu. Umożliwi to oddzielenie dwóch gazów i wpompowanie ich do oddzielnych zbiorników magazynowych.
Autorzy podkreślają, że ich metoda jest dużo bardziej ekonomiczna niż ta proponowana wcześniej, w której maszyny na Marsie miały odbierać tlenek węgla i tlen z dwutlenku węgla poprzez ogrzewanie powyżej tysiąca stopni. Ogrzewanie zimnej planety będzie nieuchronnie energochłonne, w przeciwieństwie do zimnej plazmy.
Naukowcy proponują wykorzystanie rozkładu CO2 do produkcji paliwa rakietowego z mieszaniny tlenku węgla i tlenu. Z jego pomocą impuls właściwy silnika odrzutowego wyniesie około 270 sekund. Chociaż to niewiele, nie będzie wymagało dostarczenia na Marsa paliwa rakietowego i utleniacza na lot powrotny. Aby nowa metoda działała w warunkach Czerwonej Planety, wystarczy kompaktowa elektrownia o mocy 100 watów i więcej. Oznacza to, że nawet niewielki aparat typu Curiosity może tam wytworzyć całkiem sporo tlenu.
Alternatywną metodą produkcji tlenu i paliwa rakietowego na Czerwonej Planecie może być elektroliza wody. Jednak do tego konieczne jest znalezienie - woda tam (w postaci lodu) jest skoncentrowana tylko w czapach polarnych i zamarzniętych zbiornikach wodnych, posypanych metrami marsjańskiego regolitu. Dlatego nowa plazmowa metoda wytwarzania tlenu jest interesująca przynajmniej jako siatka bezpieczeństwa lub do pracy w regionach planety z dala od lodu wodnego.
Film promocyjny:
IVAN ORTEGA