Pamatuji si, když inženýři navrhli jednosměrné cesty na Mars, protože zpáteční lety jsou příliš drahé na to, aby přivedly lidi zpět na Zemi?
Dostat lidi z Marsu domů se může stát pouze dvěma způsoby. Jedním z nich je tahat s sebou veškeré zpětné palivo, když startujete ze Země, což je neúměrně obtížné a drahé. Druhým způsobem je vyrobit zpětné palivo in-situ z marťanských zdrojů. Ale jak?
Skupina výzkumníků z University of Cincinnati navrhuje použití typu reaktoru, který se používal v letech 2010-2017 na palubě Mezinárodní vesmírné stanice, který vymýval oxid uhličitý ze vzduchu, který astronauti dýchají, a vytvářel vodu k pití s metanem jako vedlejším produktem. Na Marsu by tento reaktor, nazývaný Sabatierův reaktor, mohl odebírat oxid uhličitý z atmosféry Marsu a vytvářet metan jako palivo.
'Právě teď, pokud se chcete vrátit z Marsu, museli byste přivézt dvakrát tolik paliva, které je velmi těžké,' řekl profesor Jingjie Wu, který vede skupinu studentů v tomto výzkumu. „A v budoucnu budete potřebovat jiná paliva. Takže můžeme vyrábět metanol z oxidu uhličitého a používat je k výrobě dalších navazujících materiálů. Pak bychom možná jednoho dne mohli žít na Marsu.'
Tento výzkum má další výhodu: mohl by být také použit k přeměně skleníkových plynů na palivo zde na Zemi, což by mohlo pomoci řešit změnu klimatu.
Wu a jeho studenti, včetně hlavního autora nového článku a doktorandského kandidáta na UC Tianyu Zhanga, experimentují s různými uhlíkovými katalyzátory v reaktoru Sabatier, který byl pojmenován po zesnulém francouzském chemikovi Paulu Sabatierovi. Reaktor Sabatier byl instalován na ISS v roce 2010 a byl používán až do roku 2017. Na rozdíl od některých zpráv týkajících se výzkumu Wu, Zhanga a kolegů nebyl systém ISS nikdy použit k výrobě paliva pro zvýšení orbity.
„Na stanici se voda získává pro použití v systému podpory života,“ vysvětlila Leah Cheshier, specialistka na komunikaci z Johnsonova vesmírného střediska NASA. „Metan je vypouštěn do vesmíru, protože stanice ho nemá jak využít. Vesmírná stanice tento metan nepoužila pro orbitální oživení.'
Chemičtí inženýři UC experimentují s různými katalyzátory k přeměně oxidu uhličitého na metan a dalšíFuels. Foto/Andrew Higley/UC Creative + značka
Vědci nastínili svůj výzkum, publikováno v Nature Communications , protože zkoumali různé katalyzátory, aby vytvořily různé vedlejší produkty, jako je metan a ethylen. Měli úspěch s použitím grafenových kvantových teček – vrstev uhlíku velkých jen nanometrů – které mohou zvýšit výtěžek metanu.
'V budoucnu vyvineme další katalyzátory, které mohou produkovat více produktů,' řekl Zhang, v tiskové zprávě.
Tým uvedl, že proces je škálovatelný pro použití v elektrárnách, které mohou generovat tuny oxidu uhličitého. A je to efektivní, protože přeměna může probíhat přímo tam, kde vzniká nadbytek oxidu uhličitého, jak na Zemi, tak na Marsu, kde se atmosféra skládá téměř výhradně z oxidu uhličitého. Palivo by mohlo být vytvořeno a skladováno pro zpáteční cestu domů, stejně jako palivo pro provoz generátorů nebo jiných systémů podpory života na Marsu.
„Je to jako čerpací stanice na Marsu. Mohli byste snadno pumpovat oxid uhličitý přes tento reaktor a vyrábět metan pro raketu,“ řekl Wu.
Výzkumníci uvedli, že v posledních letech bylo dosaženo velkého pokroku v reaktorech Sabatier, což by mohlo být velmi důležité pro zelenou energii pro Zemi.
„Tento proces je 100krát produktivnější než před pouhými 10 lety. Takže si dokážete představit, že pokrok bude přicházet rychleji a rychleji,“ řekl Wu. 'V příštích 10 letech budeme mít spoustu začínajících společností, které budou tuto techniku komercializovat.'
Astronaut NASA Doug Wheelock, velitel Expedice 25 v roce 2010, pracuje na instalaci systému Sabatier, který extrahoval vodu z atmosféry Mezinárodní vesmírné stanice. Kredit: NASA
Systém Sabatier na vesmírné stanici byl vrácen na zem v roce 2017 za účelem posouzení jeho stavu po letech provozu, řekl Cheshier z NASA Universe Today. NASA nedávno zahájila úsilí o provedení upgradů designu Sabatier s cílem zlepšit výkon a udržovatelnost. Vypuštění modernizované jednotky na vesmírnou stanici je plánováno přibližně v roce 2025.
Popisek k obrázku:Chemický inženýr UC Jingjie Wu drží reaktor, kde katalyzátor přeměňuje oxid uhličitý na metan. Výzkum UC ho činí optimistickým, že vědci budou schopni odstranit oxid uhličitý z atmosféry. Foto/Andrew Higley/UC Creative + značka
