Одно из самых больших ограничений космических полетов — это вес. Чем больше массы добавлено к ракете, тем сложнее доставить полезную нагрузку туда, куда она должна отправиться. Таким образом, будущие миссии на Марс с экипажем будут связаны с проблемой транспортировки важных, но тяжелых ресурсов, таких как топливо, необходимое для обратного путешествия на Землю. Один из подходов к этой проблеме — сказать, что мы не должны доставлять топливо на Марс — вместо этого мы должны производить топливо из имеющихся там ресурсов.
Теперь ученые из Калифорнийского университета в Ирвине придумали способ сделать ракетное топливо на основе метана из ресурсов, доступных на поверхности Марса.
Этот метод основан на использовании цинкового катализатора, используемого в реакции, называемой процессом Сабатье. Цинк действует как катализатор углекислого газа, который реагирует с водородом с образованием метана и воды. Хотя этот процесс хорошо известен и используется в текущих космических миссиях, таких как система жизнеобеспечения на Международной космической станции, ранее для его работы требовались крупные объекты. Революционное использование катализатора позволяет проводить процесс в гораздо меньших масштабах.
«Разработанный процесс позволяет обойти процесс превращения воды в водород, а вместо этого эффективно преобразует CO2 [диоксид углерода] в метан с высокой селективностью», — говорится в заявлении ведущего автора Хоулинь Синь, доцента кафедры физики и астрономии .
Углекислый газ на Марсе в изобилии, так как он составляет большую часть марсианской атмосферы. И хотя этот метод потребует от космонавтов некоторого количества катализатора, его будет гораздо меньше, чем топлива, которое он может произвести. Его также легко транспортировать: «Цинк по сути является отличным катализатором», — сказал Синь. «У него есть время, избирательность и портативность — большой плюс для космических путешествий».
В настоящее время в большинстве ракет используется водородное топливо, но в будущем ведутся исследования по использованию топлива на основе метана. Двигатель SpaceX Raptor, который будет использоваться в будущей тяжелой ракете-носителе Starship, использует топливо на основе метана.
Но предстоит еще много исследований по созданию и использованию метанового топлива, прежде чем этот метод можно будет использовать на Марсе. «Прежде чем это можно будет полностью реализовать, необходимо провести много инженерных и исследовательских работ», — сказал Синь. «Но результаты очень многообещающие».
Интересные записи:
