Из марсианского "рассола" предложили добывать водород и кислород
03 декабря 2020 г.
Американские химики разработали катализатор, с помощью которого можно быстро и эффективно извлекать чистый водород и кислород из марсианского рассола, который предположительно скрывается на небольшой глубине под поверхностью планеты. Результаты первых испытаний опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Данные, которые собирала посадочная платформа Phoenix и орбитальные зонды, показывают, что в марсианском грунте есть жидкая вода, которая благодаря перхлоратам в составе не замерзает даже при –60 °С. Наш подход по ее расщеплению – это уникальная возможность обеспечить будущих марсонавтов и кислородом, и топливом", – пишут исследователи.
В последние годы ученые все активнее задумываются о том, как человечеству колонизировать Марс и другие потенциально обитаемые планеты. Для этого нужно решить две главные проблемы: научиться производить из местных ресурсов энергию, а также кислород, воду и пищу.
Для этого специалисты NASA хотят использовать ядерные реакторы размером с крупный чемодан, которые могли бы работать на поверхности Марса и в безвоздушном пространстве космоса. Первые рабочие прототипы подобных приборов, которые могут вырабатывать около 40 кВт энергии и тепла, должны создать примерно через три года.
Также ученые разрабатывают устройства, которые могли бы обеспечивать будущих колонистов водой, кислородом, топливом и другими расходными материалами. Первый прототип подобного устройства, MOXIE, этим летом отправили на Марс на борту марсохода Perseverance. В следующем году специалисты NASA попытаются с его помощью получить чистый кислород. Для этого MOXIE должен разложить молекулы углекислого газа из атмосферы Марса.
Марсианский кислород
Ученые под руководством профессора Университета Вашингтона в Сент-Луисе (США) Виджая Рамани придумали, как производить кислород на Марсе быстрее и эффективнее. Для этого они использовали другой тип марсианского сырья – густой "рассол", из которого предположительно состоят грунтовые воды планеты.
На их существование указывают данные посадочной платформы Phoenix, которая изучала недра Марса на рубеже столетий, и фотографии зонда MRO, который в 2015 году нашел возможные следы движения соленых "ручьев" по склонам некоторых кратеров Марса. Ученые предполагают, что вода в этих потоках остается жидкой благодаря присутствию большого количества перхлоратов – солей хлорной кислоты, растворы которых не замерзают при температурах от –40 до –60 °С.
Рамани и его коллеги задумались, можно ли использовать этот "рассол", чтобы производить кислород и водород. Для этого воду и другие соединения из этого рассола нужно расщепить с помощью электричества и различных катализаторов. Руководствуясь этой идеей, ученые провели серию опытов с соединениями свинца и рутения, которые они разрабатывали для решения схожих задач на Земле.
Воссоздав условия грунта и атмосферы Марса, ученые проверили, смогут ли подобные катализаторы разлагать воду на кислород и водород, если пропускать через "рассол" электрический ток. Опыты показали, что даже при марсианском давлении и температуре в –36 °С катализаторы на основе свинца и рутения справлялись с этой задачей примерно в 25 раз лучше, чем это делает MOXIE.
В частности, установка NASA может производить до 22 грамм кислорода в час, а катализатор Рамани и его коллег вырабатывает за то же время и с тем же расходом электричества – около 300-550 грамм O2. Вдобавок водород, который образуется как побочный продукт этой реакции, можно использовать как ракетное топливо и для других задач.
Ученые надеются, что их идея привлечет внимание NASA. Благодаря этому будущие экспедиции на Марс смогут обеспечивать себя кислородом, топливом и другими веществами, необходимыми для выживания на планете.
Читать подробней: Proceedings of the National Academy of Sciences
Источник: ТАСС
Метки: ЭкзоМарс-TGO, Марс