Паливо для ракет на Марсі зможуть добувати з атмосфери планети

Атмосфера Марса на 96 % складається з вуглекислого газу. Дослідження, опубліковане в журналі ACS Catalysis, описує технологію електрохімічного відновлення, за допомогою якої з цього газу можна отримати чистий метан. Саме такий метан використовують у суміші з рідким киснем у багатьох сучасних ракетних двигунах.

Сенс ідеї в тому, щоб не везти паливо для зворотної дороги із Землі. Зараз, щоб долетіти до Марса й повернутися, астронавтам довелося б брати з собою значні запаси пального, а це дорого. Якщо ж виробляти метан безпосередньо на Червоній планеті, вартість місії знижується.

Ключовий елемент методу — каталізатор. Від нього залежить, які саме сполуки вуглецю утворюються під час електролізу. Дослідники встановили, що мідний каталізатор із додаванням азоту сприяє утворенню чистого метану (CH₄).

На Землі електрохімічне відновлення вуглекислого газу дає багато побічних продуктів, тому для отримання метану застосовують складне й громіздке обладнання. Такий пристрій не можна взяти на Марс через вагу. Але спеціальний мідний каталізатор дозволяє отримувати метан переважно без побічних продуктів, тож додаткове очищення не потрібне.

Що це означає для майбутніх місій

NASA планує першу пілотовану подорож на Марс наприкінці 2030-х або у 2040-х роках. Чимало залежить від місячної програми "Артеміда": повернення астронавтів на Місяць заплановане на 2028 рік. Далі NASA розраховує на щорічні висадки на Місяць, а на початку наступного десятиліття — на будівництво першої бази на супутнику Землі. Саме на Місяці, ймовірно, випробують технології, які згодом дозволять людям дістатися Марса й повернутися назад.

Для батьків і студентів тут важливий практичний вимір: космічні програми дедалі більше залежать від інженерії матеріалів, хімії каталізаторів та електрохімії. Це ті напрями, де найближчими роками зростатиме попит на фахівців, і саме з таких досліджень постають реальні технології майбутніх місій.