НАСА иска да произвежда ракетно гориво от марсианска почва

от Райън Уитвам

Човечеството изгражда мощни ракети като SpaceX BFR и NASA Space Launch System, които могат да поемат полезен товар далеч от Земята. Обаче пътуването на връщане означава, че трябва да задвижите много повече гориво със себе си. Усилията за изпращането на хора на Марс през следващите десетилетия биха помогнали, ако успеем да докараме гориво на червената планета. Това може да е по-възможно, отколкото сме мислили. Ръководителят на екипа на НАСА Курт Льохт обясни как агенцията може да използва марсианска почва, за да накара горивните астронавти да се приберат вкъщи след мисия.

Според Льохт е най-добре да направите каквото можете на местоназначението поради неизбежните реалности на физиката. „Предавателното съотношение“ за Марс е 226: 1, което означава, че всеки килограм материал, който изпращате, изисква ракета, за да изгори 225 килограма гориво. Това е вярно за всеки материал - вода, храна, научно оборудване, хора и дори резервно гориво за връщането. Тъй като полезните товари са толкова скъпи, има смисъл да произвеждате каквото можете на Марс. Това е известно като използване на място ресурси (ISRU).

Ако сте решили да правите гориво на Марс, ще искате да намерите източник на вода. Водните молекули съдържат водород и кислород, които можете да разделите, за да направите гориво. Няма да попаднете на много големи парчета воден лед на Марс (полюсите са предимно лед с въглероден диоксид), но почвата може да има повече от достатъчно. Под прашния повърхностен слой много райони на Марс имат значителни находища на вода. Льохт отбелязва, че гипсовите пясъчни дюни в долните ширини са около 8 процента вода.

НАСА нарича процеса на производство на гориво от марсианския реголит „прах до тяга“ и работи върху роботи, които потенциално могат да направят цялото вдигане преди хората дори да кацнат на Марс. Роботът на Regolith Advanced Surface System Operations (RASSOR) използва два противоположни барабана с кофа с множество лъжички за копаене, за да събере материал, докато колелата задвижват робота бавно напред. НАСА проектира RASSOR да работи в среда с ниска гравитация - барабаните се въртят в обратна посока, за да отменят по-голямата част от копаещата сила.

Събирането на реголита е само началото. НАСА планира да изгради автономна химическа рафинерия, която да обработва почвата за извличане на вода и да я раздели с електролизатор на водород и кислород. Кислородът е полезен за човешкото дишане в допълнение към ракетното гориво. И в двата случая той може да се съхранява в течна форма. Течният водород се съхранява по-трудно, но НАСА планира да го превърне в течен метан, докато не е необходимо. Атмосферата на Марс е най-вече въглероден диоксид, който трябва да служи като добър източник на необходимия въглерод.

НАСА демонстрира няколко части от тази система на Земята, използвайки симулиран марсиански реголит. Агенцията изчислява, че системата за прах до тяга ще трябва да произвежда седем метрични тона течен метан и около 22 метрични тона течен кислород за 16 месеца, за да бъде жизнеспособна. Учените все още трябва да идентифицират най-добрите райони за кацане и да усъвършенстват машината, за да знаят дали е възможно да се постигнат тези цели с помощта на съвременна технология, но ISRU е мястото, където се движи проучването на Марс на НАСА.

Сега прочетете: Университетът разработва симулирана марсианска почва, продава се за 20 долара за килограм, НАСА казва, че в момента термообразуването на Марс е невъзможно, а най-много марсиански прах вероятно идва от една геоложка формация

Първоначално публикувано на www.extremetech.com на 1 ноември 2018 г.