Za povratak ljudi s Marsa nije dovoljno sigurno spustiti posadu na površinu. Budući istraživači morat će ondje proizvesti dio kisika i goriva, jer bi prijevoz svih zaliha sa Zemlje bio golem logistički teret. Istraživačica s američkog MIT-a Lanie McKinney razvija sustav koji bi u tome mogao pomoći uporabom plazme i plina iz Marsove atmosfere.
Kako navodi MIT News, njezin laboratorij radi s hladnom plazmom koja ugljikov dioksid razdvaja na kisik i ugljikov monoksid. Riječ je o laboratorijskom prototipu, a ne o uređaju spremnom za slanje na Mars. Ipak, cilj je jasan: razviti tehnologiju za korištenje lokalnih resursa umjesto stalne opskrbe sa Zemlje.
Atmosfera kao sirovina
Marsova atmosfera sastoji se pretežito od ugljikova dioksida. Taj plin nije koristan za disanje, ali sadrži kisik vezan u molekuli CO₂. U reaktoru se kroz plin stvaraju kratki, ponavljani električni izboji koji mu daju dovoljno energije za prekid dijela kemijskih veza. Tako nastaje mješavina proizvoda u kojoj se nalazi i kisik.
McKinney radi s uređajem koji kroz dielektričnu barijeru stvara vrlo kratke, ponavljajuće električne izboje. Jednostavnije rečeno, riječ je o malom plazmenom reaktoru kroz koji prolazi ugljikov dioksid, dok električni impulsi potiču njegovu pretvorbu. Istraživači ispituju kako materijal unutar reaktora utječe na učinkovitost procesa.
Proizvedeni kisik ne bi služio samo za održavanje života. U dovoljno velikim količinama mogao bi postati i oksidans u raketnom gorivu. Ako bi se gorivo i kisik proizvodili na Marsu, letjelica koja vraća posadu prema Zemlji ne bi morala ponijeti cjelokupnu zalihu sa sobom.
Najveći problem tek dolazi nakon reakcije
Sam korak pretvorbe zasad nije jedina prepreka. Plazma stvara više različitih proizvoda, pa kisik treba brzo izdvojiti prije nego što ponovno reagira s drugim česticama. Zbog toga je MIT-ov tim spojio reaktor s membranom koja selektivno propušta kisik.
Takva kombinacija otvara dodatna pitanja. Istraživači još proučavaju kako će reaktivna plazma utjecati na membranu i kako održati stabilan rad sustava. U laboratoriju je moguće kontrolirati tlak, protok i sastav plina, dok bi uređaj na Marsu morao raditi uz rijetku atmosferu, velike temperaturne razlike i ograničenu opskrbu energijom.
Od prototipa do marsovske postaje
Ideja pripada području korištenja lokalnih resursa, odnosno postupaka kojima se materijali dostupni na drugom svijetu pretvaraju u korisne proizvode. NASA-in uređaj MOXIE već je na roveru Perseverance pokazao da se iz Marsova ugljikova dioksida može izdvojiti kisik. Novi MIT-ov pristup razlikuje se po tome što pokušava iskoristiti hladnu plazmu i povezati reakciju s izdvajanjem kisika.
To ne znači da će na Marsu uskoro niknuti postaje za punjenje raketa. Do toga bi trebalo riješiti pitanja trajnosti, potrošnje energije, skaliranja i pouzdanog rada bez servisiranja sa Zemlje. MIT-ov prototip trenutačno pokazuje kako bi se jedan od tih koraka mogao izvesti.
Za buduće misije važna će biti upravo kombinacija više tehnologija: proizvodnja kisika, dobivanje vode, zaštita od zračenja i skladištenje goriva. Marsova atmosfera neće sama po sebi riješiti problem putovanja, ali bi mogla postati sirovina iz koje se dio potrebne opreme i potrošnog materijala proizvodi na samom Marsu.
