Ett internationellt team av forskare kom fram till ett plasmabaserat sätt att producera och separera syre i marsmiljön. Det är ett komplement till NASA:s Mars Oxygen In-Situ resursanvändningsexperiment, och det kan leverera höga molekylproduktionshastigheter per kilogram instrumentering som skickas till rymden.

Ett sådant system skulle kunna spela en avgörande roll i utvecklingen av livsuppehållande system på Mars och de råvaror och baskemikalier som behövs för att bearbeta bränslen, byggmaterial och gödningsmedel.

I Journal of Applied Physics , presenterade teamet från University of Lissabon, Massachusetts Institute of Technology, Sorbonne University, Eindhoven University of Technology och Dutch Institute for Fundamental Energy Research en metod för att utnyttja och bearbeta lokala resurser för att generera produkter på Mars. Naturliga förhållanden på den röda planeten är nästan idealiska för in situ resursutnyttjande av plasma, eftersom atmosfären främst bildas av koldioxid som kan delas för att producera syre och dess tryck är gynnsamt för plasmaantändning.

Två stora hinder står i vägen för att producera syre på Mars.

"För det första nedbrytningen av koldioxidmolekyler för att extrahera syre. Det är en mycket svår molekyl att bryta", säger författaren Vasco Guerra, vid universitetet i Lissabon. "För det andra, separeringen av det producerade syret från en gasblandning som också innehåller till exempel koldioxid och kolmonoxid. Vi tittar på dessa två steg på ett holistiskt sätt för att lösa båda utmaningarna samtidigt. Det är här plasma kan hjälpa."

Plasma är materiens fjärde naturliga tillstånd, och det innehåller fria laddade partiklar, såsom elektroner och joner. Elektroner är lätta och accelereras lätt upp till mycket höga energier med elektriska fält.

"När kulliknande elektroner kolliderar med en koldioxidmolekyl kan de direkt sönderdela den eller överföra energi för att få den att vibrera," sa Guerra. "Denna energi kan till stor del kanaliseras till koldioxidnedbrytning. Tillsammans med våra kollegor i Frankrike och Nederländerna demonstrerade vi experimentellt giltigheten av dessa teorier. Dessutom är värmen som genereras i plasman också fördelaktigt för separationen syre."

Syre är nyckeln till att skapa en miljö som andas, såväl som utgångspunkten för att producera bränslen och gödningsmedel för framtida Mars-jordbruk. Lokal produktion av bränslen kommer att vara viktig för framtida uppdrag. Alla är nödvändiga för framtida mänsklig bosättning på Mars.

Genom att dissociera koldioxidmolekyler för att producera gröna bränslen och återvinna kemikalier kan plasmatekniken också hjälpa till att hantera klimatförändringarna på jorden. + Utforska vidare

Ett uppdrag till Mars kan tillverka sitt eget syre via plasmateknik