Het bleek dat het kan worden gebruikt om gemakkelijk brandstof en oxidatiemiddel uit de atmosfeer van de Rode Planeet te halen.
Wetenschappers uit Portugal en Frankrijk hebben de efficiëntie bestudeerd van de afbraak van kooldioxide in koolmonoxide en zuurstof onder Mars-omstandigheden, en ontdekten dat deze aanzienlijk hoger zal zijn dan op aarde. Zelfs een apparaat met een redelijk laag vermogen dat gebruikmaakt van koud plasma (ongeveer kamertemperatuur) kan grote hoeveelheden zuurstof rechtstreeks uit de atmosfeer van de vierde planeet halen. Het bijbehorende artikel is gepubliceerd in Plasma Sources Science and Technology.
Koud plasma is, net als gewoon plasma, een geïoniseerd gas dat verzadigd is met ionen en elektronen. De temperatuur van elektronen in "koud" plasma is veel hoger dan de temperatuur van ionen, aangezien de uitwisseling van energie tussen deze twee soorten deeltjes vaak moeilijk is. In dit geval betekent koud plasma een gedeeltelijk geïoniseerd gas met een fractie geladen deeltjes van ongeveer een procent van hun totale aantal. De temperatuur van een dergelijk plasma ligt in de regel dicht bij kamertemperatuur, waardoor het veilig te hanteren is, en het creëren ervan vereist slechts een kleine hoeveelheid energie.
De auteurs van het nieuwe werk merken op dat ze al hebben geprobeerd om koud plasma te gebruiken om chemische reacties onder aardse omstandigheden te versnellen. Het werd onder meer gebruikt om kooldioxide af te breken in koolmonoxide en zuurstof. Het is echter niet erg effectief op aarde. Het koolmonoxide geproduceerd door deze methode van CO2-ontbinding, als gevolg van de relatief hoge temperatuur van terrestrische laboratoria, werd onmiddellijk weer geoxideerd tot koolstofdioxide, wat de aanpak onpraktisch maakte. De onderzoekers hebben echter berekeningen uitgevoerd die aantonen dat deze factor bij een veel lagere temperatuur en druk op Mars te verwaarlozen zal zijn.
De druk van de atmosfeer op Mars is 160 keer lager dan die van de aarde en de gemiddelde temperatuur is lager dan -50 graden Celsius. Dit betekent dat de heroxidatie van het geproduceerde koolmonoxide met de vrijgekomen vrije zuurstof onder dergelijke omstandigheden lang zal duren. Hierdoor kunnen de twee gassen worden gescheiden en in afzonderlijke opslagtanks worden gepompt.
De auteurs benadrukken dat hun methode veel zuiniger is dan de eerder voorgestelde methode, waarbij machines op Mars verondersteld werden koolmonoxide en zuurstof uit kooldioxide te halen door verhitting boven de duizend graden. Verwarmen op een koude planeet zal onvermijdelijk energie-intensief zijn, in tegenstelling tot koud plasma.
Onderzoekers stellen voor om de afbraak van CO2 te gebruiken om raketbrandstof te produceren uit een mengsel van koolmonoxide en zuurstof. Met zijn hulp zal de specifieke impuls van de straalmotor ongeveer 270 seconden zijn. Hoewel dit niet veel is, zijn er voor de terugvlucht geen raketbrandstof en oxidatiemiddel naar Mars nodig. Om de nieuwe methode te laten werken in de omstandigheden van de Rode Planeet is een compacte energiecentrale met een vermogen van 100 watt en meer voldoende. Dit betekent dat zelfs een klein apparaat van het type Curiosity daar behoorlijk veel zuurstof kan produceren.
Een alternatieve methode voor het produceren van zuurstof en raketbrandstof op de Rode Planeet is waterelektrolyse. Hiervoor is het echter nodig om te vinden - het water daar (in de vorm van ijs) is alleen geconcentreerd in de poolkappen en bevroren waterlichamen, besprenkeld met meters Martiaanse regoliet. Daarom is de nieuwe plasmamethode voor het produceren van zuurstof op zijn minst interessant als vangnet of voor werk in streken van de planeet ver van waterijs.
Promotie video:
IVAN ORTEGA
