Fremstilling af metan på Mars

Blandt de mange udfordringer med en Mars-rejse, en af ​​de mest presserende er:Hvordan kan du få nok brændstof til, at rumfartøjet kan flyve tilbage til Jorden?

Houlin Xin, en adjunkt i fysik og astronomi, kan have fundet en løsning.

Han og hans team har opdaget en mere effektiv måde at skabe metanbaseret raketbrændstof teoretisk på overfladen af ​​Mars, hvilket kan gøre hjemturen mere gennemførlig.

Den nye opdagelse kommer i form af en enkelt-atom zinkkatalysator, der vil syntetisere den nuværende to-trins proces til en enkelt-trins reaktion ved hjælp af en mere kompakt og bærbar enhed.

"Zink er grundlæggende en stor katalysator, " siger Xin. "Det har tid, selektivitet og bærbarhed - et stort plus for rumrejser."

Processen med at skabe metan-baseret brændstof er blevet teoretiseret før, oprindeligt af Elon Musk og Space X. Det brugte en solinfrastruktur til at generere elektricitet, resulterer i elektrolyse af kuldioxid, hvilken, når det blandes med vand fra isen fundet på Mars, producerer metan.

denne proces, kendt som Sabatier-processen, bruges på den internationale rumstation til at producere åndbar ilt fra vand. Et af hovedproblemerne med Sabatier-processen er, at det er en to-trins procedure, der kræver, at store fakulteter fungerer effektivt.

Metoden udviklet af Xin og hans team vil bruge anatomisk dispergeret zink til at fungere som et syntetisk enzym, katalysere kuldioxiden og initialisere processen. Dette vil kræve meget mindre plads og kan effektivt producere metan ved hjælp af materialer og under forhold, der ligner dem, der findes på overfladen af ​​Mars.

"Den proces, vi udviklede, omgår vand-til-brint-processen, og i stedet omdanner CO effektivt ₂ til metan med høj selektivitet, " siger Xin.

I øjeblikket, raketter skabt af Lockheed og Boeing bruger flydende brint som brændstof til raketterne. Selvom det er billigt og effektivt, denne brændstofkilde har sine ulemper. Flydende brint efterlader kulstofrester i rakettens motor, som kræver rengøring efter hver lancering; noget, der ville være umuligt på Mars.

Space X og Elon Musk har udviklet og tester i øjeblikket en metanbrændstofbaseret motor, kendt som Space X Raptor. Raptor vil drive Space X's næste generation af rumfartøjer ved navn Starship og Super Heavy. På dette tidspunkt, hverken er kommet i kredsløb, og kun én har konsekvent taget flugten.

På trods af gennembruddet, processen udviklet af Xin er langt fra implementering. I øjeblikket har de kun et "proof of concept, "hvilket betyder, at mens det er blevet testet og bevist i et laboratorium, den har endnu ikke testet i den virkelige verden - eller planet - forhold.

"Der er brug for masser af teknik og forskning, før dette kan implementeres fuldt ud, " siger han. "Men resultaterne er meget lovende."