Det visade sig att det kan användas för att enkelt få bränsle och oxiderande medel från atmosfären på Röda planeten.
Forskare från Portugal och Frankrike studerade effektiviteten i nedbrytningen av koldioxid till kolmonoxid och syre under marsförhållanden och fann att den skulle vara betydligt högre än på jorden. Till och med en ganska låg effektanordning som använder kall plasma (ungefär rumstemperatur) kan få stora mängder syre direkt från atmosfären på den fjärde planeten. Motsvarande artikel publicerades i Plasma Sources Science and Technology.
Kall plasma är, som vanlig plasma, en joniserad gas mättad med joner och elektroner. Temperaturen för elektroner i "kall" plasma är mycket högre än temperaturen på joner, eftersom utbytet av energi mellan dessa två typer av partiklar ofta är svårt. I detta fall betyder kall plasma en delvis joniserad gas med en bråkdel av laddade partiklar på cirka en procent av deras totala antal. Temperaturen i en sådan plasma är som regel nära rumstemperatur, vilket gör det säkert att hantera, och dess skapande kräver endast en liten mängd energi.
Författarna till det nya arbetet konstaterar att de redan har försökt använda kall plasma för att påskynda kemiska reaktioner under markbundna förhållanden. Det användes bland annat för att sönderdela koldioxid till kolmonoxid och syre. Men det är inte särskilt effektivt på jorden. Kolmonoxiden producerad med denna metod för sönderdelning av CO2, på grund av den relativt höga temperaturen hos marklaboratorier, oxiderades omedelbart igen till koldioxid, vilket gjorde tillvägagångssättet opraktiskt. Men forskarna utförde beräkningar som visade att vid en mycket lägre Martian temperatur och tryck, denna faktor kommer att vara försumbar.
Trycket från atmosfären på Mars är 160 gånger mindre än jorden, och medeltemperaturen är under -50 Celsius. Detta innebär att återoxidationen av den producerade kolmonoxiden med det frisläppta fria syret kommer att ta lång tid under sådana förhållanden. Detta gör att de två gaserna kan separeras och pumpas i separata lagringstankar.
Författarna betonar att deras metod är mycket mer ekonomisk än den som föreslogs tidigare, där maskiner på Mars var tänkta att ta emot kolmonoxid och syre från koldioxid genom att värma över tusen grader. Uppvärmning på en kall planet kommer oundvikligen att vara energiintensiv, i motsats till kall plasma.
Forskare föreslår att nedbrytningen av CO2 används för att producera raketbränsle från en blandning av kolmonoxid och syre. Med sin hjälp kommer den specifika impulsen från jetmotorn att vara ungefär 270 sekunder. Även om detta inte är mycket, kommer det inte att kräva leverans av raketbränsle och oxidator till Mars för returflygningen. För att den nya metoden ska fungera under Röda planetens förhållanden är ett kompakt kraftverk med en kapacitet på 100 watt och högre. Detta innebär att även en liten apparat av typen Curiosity kan producera ganska mycket syre där.
En alternativ metod för att producera syre och raketbränsle på Röda planeten kan vara vattenelektrolys. Men för detta är det nödvändigt att hitta - vattnet där (i form av is) koncentreras endast i polarlocken och frysta vattendrag, ströda med meter Martian regolith. Därför är den nya plasmametoden för att producera syre intressant åtminstone som ett säkerhetsnät eller för arbete i regioner på planeten långt från vattenis.
Kampanjvideo:
IVAN ORTEGA
