Kaip astronautai grįš iš Marso? Kuriama sistema, kuri degalus gamintų iš pačios planetos atmosferos

Sekite TechNaujienos Google

Kaip parskraidinti astronautus iš Marso, jeigu vien kelionei atgal reikalingų degalų gabenimas iš Žemės smarkiai apsunkintų misiją? Masačusetso technologijos instituto (MIT) doktorantė Lanie McKinney kuria technologiją, kuri leistų panaudoti Marso atmosferą raketiniam kurui reikalingoms medžiagoms gaminti. Rugsėjo 18 d. MIT pristatė jos darbą: laboratorijoje jau veikia nedidelis anglies dioksidą skaidantis reaktorius, tačiau iki tikros degalų gamyklos Marse dar laukia svarbūs inžineriniai išbandymai.

Idėja remiasi paprastu principu: užuot visą grįžimo kelionei reikalingą krovinį atgabenus iš Žemės, dalį išteklių būtų galima pasigaminti vietoje. Marso atmosferoje gausu anglies dioksido (CO₂), todėl jis galėtų tapti žaliava deguoniui ir kitoms naudingoms medžiagoms gauti.

McKinney, dirbanti MIT aerokosminės plazmos tyrimų grupėje, siekia sujungti du įrenginius: anglies dioksidą skaidantį plazmos reaktorių ir specialią membraną, kuri atskirtų gautą deguonį. MIT pranešime pabrėžiama, kad tai dar mokslinių tyrimų etapas, o ne paruošta sistema astronautų misijai.

Kaip iš Marso atmosferos išgauti deguonį?

Technologijos pagrindas – šaltoji plazma. Elektrinis išlydis sukuria sąlygas, kuriomis stabilios anglies dioksido molekulės gali skilti į deguonį ir anglies monoksidą. MIT tyrėja jau sukūrė mažą reaktorių, kuriame vyksta ši cheminė konversija.

Naujausi straipsniai

5 min. skaitymo • prieš 1 val

5 keisti faktai apie „Titaniką“: vienas jų skamba tarsi iš siaubo filmo

3 min. skaitymo • prieš 1 val

Numuštas dronas apgadino jūsų turtą? Lietuvoje įsigaliojo nauja kompensavimo tvarka

4 min. skaitymo • prieš 2 val

„Claude“ jau pats vadovauja 26 proc. savo kūrimo darbų: DI pradeda kurti savo įpėdinį

Visi naujausi straipsniai →

Tačiau reaktoriaus išėjime susidaro ne grynas deguonis, o skirtingų dujų mišinys. Jei produktai neatskiriami pakankamai greitai, dalis jų gali vėl susijungti ir sudaryti anglies dioksidą. Būtent dėl šios priežasties vien sėkmingai suskaidyti CO₂ neužtenka.

McKinney dabar mėgina plazmos reaktorių sujungti su deguoniui selektyvia membrana. Ji turėtų ištraukti deguonį iš mišinio dar prieš jam vėl sureaguojant. Tyrėja pripažįsta, kad kol kas nėra aišku, kaip reaktyvi plazmos aplinka veiks membranos savybes ir visos sistemos darbą. Tai vienas svarbiausių klausimų, į kuriuos turi atsakyti eksperimentai.

Šis sprendimas svarbus ne tik raketoms: deguonis būtų reikalingas ir astronautų gyvybės palaikymo sistemoms. Mokslininkai tokią vietinių išteklių naudojimo strategiją vadina ISRU (angl. in-situ resource utilization). Apie plazmos ir membranos derinį ankstesniame techniniame darbe rašė ir NASA techninių ataskaitų duomenų bazėje paskelbto darbo autoriai, tarp jų – pati McKinney.

Ar astronautai jau galėtų pasigaminti degalų Marse?

Ne. Svarbu atskirti laboratorijoje pademonstruotą anglies dioksido skaidymą nuo visos raketinio kuro gamybos grandinės. Deguonis yra būtinas daugelio raketinių variklių oksidatorius, tačiau vien jo neužtenka: skrydžiui taip pat reikėtų degalų, pavyzdžiui, metano, gamybos ar kito tiekimo sprendimo, taip pat jų valymo, suskystinimo ir saugaus laikymo įrangos.

Neaišku ir tai, kiek energijos sunaudotų pakankamo našumo sistema, kiek ji svertų bei kaip ilgai be gedimų veiktų Marso sąlygomis. MIT rugsėjo 18 d. publikacijoje nepateikia nei būsimos gamyklos gamybos pajėgumo, nei datos, kada įrenginys galėtų būti siunčiamas į kitą planetą. Todėl kalbėti apie jau išspręstą astronautų grįžimo problemą būtų per anksti.

Vis dėlto vietinė gamyba galėtų sumažinti iš Žemės atgabenamų medžiagų kiekį. Tai reikšminga, nes kiekvieną papildomą kilogramą reikia ne tik paleisti nuo Žemės, bet ir nugabenti iki Marso bei saugiai nutupdyti.

Tokie tyrimai vyksta platesniame pastangų pasirengti žmogaus kelionėms į Marsą kontekste. Kaip jau rašėme, NASA taip pat bando naujas variklių technologijas žmonių kelionėms į Marsą, o „Artemis“ programa skirta įgyti patirties būsimoms tolimojo kosmoso misijoms.

McKinney projektas kol kas sprendžia konkretų šios didžiulės užduoties etapą: kaip efektyviai išgauti ir atskirti deguonį iš Marso atmosferos. Jeigu pavyks sukurti patikimai veikiančią sistemą ir ją pritaikyti didesniam mastui, ateities astronautų kelionė namo galėtų mažiau priklausyti nuo iš Žemės atsivežtų atsargų.