Исследователи из Университета Миссисипи предложили способ получать метан для ракетного топлива из марсианской атмосферы. Идея связана с одной из главных инженерных задач будущих экспедиций: людям нужно не только долететь до Марса, но и иметь запас топлива для обратного старта.
Везти все топливо с Земли дорого и сложно. Каждый лишний килограмм увеличивает массу запуска, требования к ракете и стоимость миссии. Поэтому для пилотируемых полетов к Марсу давно рассматривают подход in situ resource utilization, при котором часть ресурсов получают на месте.
Марсианская атмосфера примерно на 96 процентов состоит из углекислого газа. В работе, опубликованной в ACS Catalysis, Ахмед Бадрелдин и Картер Расин описали медный катализатор нанометрового масштаба, который помогает превращать CO2 в метан с использованием электричества.
Ключевая деталь не в самом факте реакции, а в ее селективности. На Земле побочные продукты можно отделять на развитой химической установке. На Марсе такая инфраструктура будет ограниченной, поэтому будущей системе важно сразу давать продукт, близкий к топливному качеству. По словам авторов, их медные катализаторы должны смещать реакцию в сторону метана и уменьшать нагрузку на последующую очистку.
Метан интересен для марсианских миссий потому, что он совместим с кислородно-метановыми ракетными двигателями, а кислород тоже можно получать из местных ресурсов. В такой схеме доставляемая с Земли масса уменьшается, а база или посадочный модуль получают более автономную топливную цепочку.
Технология пока остается лабораторным направлением. Группа планирует проверять разные материалы и улучшать выход метана в рамках гранта Mississippi NASA EPSCoR. Если процесс удастся довести до надежного уровня, он может пригодиться не только на Марсе, но и на Земле, например для производства синтетического топлива из уловленного CO2 и возобновляемой электроэнергии.
