Из марсианского "рассола" предложили добывать водород и кислород

Результаты первых испытаний опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences, передает tass.ru

"Данные, которые собирала посадочная платформа Phoenix и орбитальные зонды, показывают, что в марсианском грунте есть жидкая вода, которая благодаря перхлоратам в составе не замерзает даже при –60 °С. Наш подход по ее расщеплению – это уникальная возможность обеспечить будущих марсонавтов и кислородом, и топливом", – пишут исследователи.

В последние годы ученые все активнее задумываются о том, как человечеству колонизировать Марс и другие потенциально обитаемые планеты. Для этого нужно решить две главные проблемы: научиться производить из местных ресурсов энергию, а также кислород, воду и пищу.

Для этого специалисты NASA хотят использовать ядерные реакторы размером с крупный чемодан, которые могли бы работать на поверхности Марса и в безвоздушном пространстве космоса. Первые рабочие прототипы подобных приборов, которые могут вырабатывать около 40 кВт энергии и тепла, должны создать примерно через три года.

Также ученые разрабатывают устройства, которые могли бы обеспечивать будущих колонистов водой, кислородом, топливом и другими расходными материалами. Первый прототип подобного устройства, MOXIE, этим летом отправили на Марс на борту марсохода Perseverance. В следующем году специалисты NASA попытаются с его помощью получить чистый кислород. Для этого MOXIE должен разложить молекулы углекислого газа из атмосферы Марса.

Марсианский кислород

Ученые под руководством профессора Университета Вашингтона в Сент-Луисе (США) Виджая Рамани придумали, как производить кислород на Марсе быстрее и эффективнее. Для этого они использовали другой тип марсианского сырья – густой "рассол", из которого предположительно состоят грунтовые воды планеты.

На их существование указывают данные посадочной платформы Phoenix, которая изучала недра Марса на рубеже столетий, и фотографии зонда MRO, который в 2015 году нашел возможные следы движения соленых "ручьев" по склонам некоторых кратеров Марса. Ученые предполагают, что вода в этих потоках остается жидкой благодаря присутствию большого количества перхлоратов – солей хлорной кислоты, растворы которых не замерзают при температурах от –40 до –60 °С.

Рамани и его коллеги задумались, можно ли использовать этот "рассол", чтобы производить кислород и водород. Для этого воду и другие соединения из этого рассола нужно расщепить с помощью электричества и различных катализаторов. Руководствуясь этой идеей, ученые провели серию опытов с соединениями свинца и рутения, которые они разрабатывали для решения схожих задач на Земле.

Воссоздав условия грунта и атмосферы Марса, ученые проверили, смогут ли подобные катализаторы разлагать воду на кислород и водород, если пропускать через "рассол" электрический ток. Опыты показали, что даже при марсианском давлении и температуре в –36 °С катализаторы на основе свинца и рутения справлялись с этой задачей примерно в 25 раз лучше, чем это делает MOXIE.

В частности, установка NASA может производить до 22 грамм кислорода в час, а катализатор Рамани и его коллег вырабатывает за то же время и с тем же расходом электричества – около 300-550 грамм O₂. Вдобавок водород, который образуется как побочный продукт этой реакции, можно использовать как ракетное топливо и для других задач.

Ученые надеются, что их идея привлечет внимание NASA. Благодаря этому будущие экспедиции на Марс смогут обеспечивать себя кислородом, топливом и другими веществами, необходимыми для выживания на планете.