НАСА планирует высадить экипаж на Луну по 2024 а затем на Марс, возможно, в 30-х годах.
Когда-нибудь скоро у нас будут колонии на Марсе и постоянные пилотируемые базы как там, так и на Луне. В отличие от краткосрочных миссий, долгосрочные фонды должны быть как можно более самодостаточными.
Было проведено много исследований для подготовки к использованию ресурсов на месте (ISRU), которое могло бы помочь в создании и поддержании такого лунная база.
Теперь аналогичные идеи для колоний на Марсе получают распространение благодаря новому исследованию, опубликовано в PNAS, который предлагает способ использовать иней соленой воды, найденный на Марсе, для получения воздуха и топлива, пригодных для дыхания.
Жизнь вдали от Земли
Будет даже важнее иметь возможность разбивать палатки на Марсе, чем на Луне, потому что Марс намного дальше, а транспортные расходы и время намного больше.
Одна из главных проблем с ресурсами заключается в том, как обеспечить достаточное количество кислорода для дыхания экипажа и будущих обитателей колоний на Марсе. Марс имеет лишь тонкую атмосферу с поверхностным давлением менее одной сотой земного.
Хуже того, здесь содержится 96% углекислого газа и всего 0,1% кислорода. Атмосфера Земли состоит из 21% кислорода.
МОКСИ позаботится об этом
Марсоход НАСА Mars2020, Perseverance, уже летящий на Марс, несет с собой эксперимент под названием MOXIE, что означает Марс OXygen In situ эксперимент.
Цель MOXIE — продемонстрировать, что кислород можно производить из углекислого газа в атмосфере Марса, используя электричество для его расщепления на смесь кислорода и угарного газа с помощью процесса, называемого электролизом.
Если все будет работать так, как ожидалось, кислород можно будет собрать и использовать для дыхания колоний на Марсе или в качестве компонента топлива.
Монооксид углерода? Это действительно было бы бесполезно и было бы возвращено в марсианскую атмосферу.
Кислород из марсианской рапы
Однако появился новый способ, который потребовал В 25 раз меньше электроэнергии для производства того же количества кислорода.
В новом исследовании группа из Вашингтонского университета в США демонстрирует, как можно эффективно использовать электролиз для производства кислорода и водорода из «рассола», обнаруженного на Красной планете.
Команда обнаружила, что, начиная с концентрированного раствора перхлората магния, водный компонент рассола относительно легко разделить на кислород и водород с помощью электролиза.
Перхлорат магния - вот как выглядит солоноватая вода на Марсе, как это было видно, например, когда капли жидкости появились на опорах посадочного модуля НАСА «Феникс», который приземлился на крайнем севере Марса в 2008 году. Ровер «Кьюриосити» также найденные доказательства рассола перхлората кальция к югу от марсианского экватора.
Соли перхлората - это то, что предотвращает замерзание концентрированных рассолов даже при низких температурах поверхности Марса.
Практические варианты
Еще неизвестно, окажется ли использование этого «рассола» наиболее практичным способом производства кислорода для колоний на Марсе.
А пока в пути?
Водород, полученный при электролизе рассола, может быть использован в качестве ракетного топлива, подчеркивается в исследовании.
Реально для этого нужно использовать кислород как дополнительный компонент топлива. Но, по крайней мере, это предложит два возможных варианта: вдыхать кислород или использовать его в топливной смеси водорода с кислородом.
Конечно, есть и другой способ пополнения запасов кислорода: выращивание растений в колониях на Марсе. Они могли бы поглощать углекислый газ, выдыхаемый экипажем, и выделять кислород посредством фотосинтеза. Члены экипажа также могли съесть некоторые растения, которые стали бы желанным источником свежих продуктов.
