Новое исследование показало, что однажды колонисты на Марсе смогут получать топливо и кислород из солёной воды, находящейся на Красной планете.
По словам исследователей, новая технология, также может помочь подводным лодкам вырабатывать кислород из морской воды здесь на Земле.
Чтобы жить на Марсе, любым потенциальным колонистам потребуется кислород для дыхания и топливо, например газообразный водород, для питания своего оборудования. Поэтому любая вода, которую они найдут на Красной планете, окажется бесценной, поскольку они смогут разложить её на водород и кислород.
“Марс находится очень далеко, и мы ограничены в количестве вещей, которые мы можем взять с собой, поэтому, если мы сможем использовать ресурсы, уже имеющиеся там, это будет более экономично и более разумно, чем необходимость брать всё с собой”, – заявил Виджай Рамани, инженер-химик из Вашингтонского университета в Сент-Луисе.
Предыдущее исследование показало, что Марс покрыт большим количеством льда, а спускаемый аппарат “Феникс” (НАСА) также обнаружил признаки того, что арктические равнины планеты были покрыты океаном на протяжении нескольких миллионов лет. “Феникс” также обнаружил в марсианской почве соединения, известные как перхлораты, которые могут действовать как антифриз, понижая точку замерзания воды.
Поскольку рассолы, содержащие воду и перхлораты, могут оставаться жидкими даже при низких температурах на поверхности Марса, Рамани и его коллеги хотели посмотреть, могут ли они использовать метод, известный как электролиз, для разделения молекул воды с образованием водорода и кислорода с помощью электричества. Средняя годовая температура на Марсе составляет около минус 63 градусов по Цельсию (81,4 градуса по Фаренгейту), при этом она может варьироваться в пределах более чем 100 градусов Цельсия в течение дня.
“Впервые электролиз был применён около 100 лет назад, но в основном он использует чистую воду в качестве топлива”, – сказал Рамани.
В своей предыдущей работе Рамани и его коллеги разработали материалы, известные как электрокатализаторы на основе пирохлора рутената свинца, которые могут помочь им в электролизе морской воды. В новом исследовании их эксперименты показали, что такие катализаторы могут помочь в электролизе перхлоратных рассолов, генерируя сверхчистый водород и кислород при сверхнизких температурах, характерных для поверхности Марса.
“Мы можем получить кислород для дыхания и водород для топлива, используя материалы уже имеющиеся на Марсе”, – сказал Рамани. “В будущих миссиях не обязательно доставлять эти компоненты на Марс, с такими технологиями как наша, их можно создавать на месте”.
Однако, чтобы запустить эти химические реакции необходимо определённое количество электричества. По словам Рамани, на Марсе электричество, скорее всего, будет поступать от солнечных батарей.
“Когда мы говорим об исследовании космоса, поверхности Луны или Марса, мы никогда не используем только одну технологию – это не одна серебряная пуля, которая решает все проблемы”, – сказал Рамани. “Потребуется связка технологий, которые будут работать параллельно друг с другом, чтобы облегчить колонизацию Марса, и мы надеемся, что наша будет одной из них”.
Учёные отметили, что предложенная технология может помочь НАСА выполнить свой текущий план по высадке людей на Марс к середине 2030-х годов.
К слову, предложенные электрокатализаторы могут найти применение и на Земле. Например, на подводной лодке, где кислород ограничен, а вокруг есть только солёная вода. В ВМС США большинство подводных лодок имеют атомные двигатели, поэтому недостатка в электроэнергии нет. На суше новую технологию можно использовать для производства водородного топлива из солёной воды.
