Thu hoạch tài nguyên trên sao Hỏa với plasmas
Huyết tương carbon dioxide được tạo ra tại Laboratoire de Physique des Plasmas, Ecole Polytechnique ở Pháp và được sử dụng trong nghiên cứu khai thác và xử lý các nguồn tài nguyên địa phương để tạo ra các sản phẩm trên sao Hỏa. Ảnh: Olivier Guaitella
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã đưa ra một phương pháp dựa trên plasma để sản xuất và tách oxy trong môi trường sao Hỏa. Đó là một cách tiếp cận bổ sung cho Thí nghiệm sử dụng tài nguyên oxy tại chỗ trên sao Hỏa của NASA và nó có thể mang lại tốc độ sản xuất phân tử cao trên mỗi kg thiết bị được gửi vào không gian.
Một hệ thống như vậy có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển các hệ thống hỗ trợ sự sống trên sao Hỏa và nguyên liệu và hóa chất cơ bản cần thiết để chế biến nhiên liệu, vật liệu xây dựng và phân bón.
Trong Tạp chí Vật lý Ứng dụng, nhóm từ Đại học Lisbon, Viện Công nghệ Massachusetts, Đại học Sorbonne, Đại học Công nghệ Eindhoven và Viện Nghiên cứu Năng lượng Cơ bản Hà Lan đã trình bày một phương pháp khai thác và xử lý các nguồn tài nguyên địa phương để tạo ra các sản phẩm trên Sao Hoả. Các điều kiện tự nhiên trên hành tinh đỏ gần như lý tưởng cho việc sử dụng tài nguyên tại chỗ bởi các plasmas, vì khí quyển chủ yếu được hình thành bởi carbon dioxide có thể được phân tách để tạo ra oxy và áp suất của nó thuận lợi cho sự bốc cháy plasma.
Hai rào cản lớn cản trở quá trình sản xuất oxy trên sao Hỏa.
Tác giả Vasco Guerra, Đại học Lisbon, cho biết: “Đầu tiên, sự phân hủy các phân tử carbon dioxide để lấy oxy. Đây là một phân tử rất khó bị phá vỡ. "Thứ hai, việc tách oxy được tạo ra từ hỗn hợp khí cũng chứa, ví dụ, carbon dioxide và carbon monoxide. Chúng tôi đang xem xét hai bước này một cách tổng thể để giải quyết cả hai thách thức cùng một lúc. Đây là đâu plasmas có thể giúp. "
Plasma là trạng thái tự nhiên thứ tư của vật chất, và nó chứa các hạt mang điện tự do, chẳng hạn như electron và ion. Electron nhẹ và dễ dàng được gia tốc lên năng lượng rất cao với điện trường.
Guerra nói: “Khi các electron giống như viên đạn va chạm với một phân tử carbon dioxide, chúng có thể trực tiếp phân hủy nó hoặc truyền năng lượng để làm cho nó rung động. "Ở một mức độ lớn, năng lượng này có thể được chuyển hóa thành sự phân hủy carbon dioxide. Cùng với các đồng nghiệp của chúng tôi ở Pháp và Hà Lan, chúng tôi đã thực nghiệm chứng minh tính đúng đắn của những lý thuyết này. Hơn nữa, nhiệt tạo ra trong plasma cũng có lợi cho quá trình phân tách oxy. "
Oxy là chìa khóa để tạo ra một môi trường thoáng khí, cũng như là điểm khởi đầu để sản xuất nhiên liệu và phân bón cho nền nông nghiệp trên sao Hỏa trong tương lai. Việc sản xuất nhiên liệu tại địa phương sẽ rất quan trọng cho các sứ mệnh trong tương lai. Tất cả đều cần thiết cho việc định cư của con người trên sao Hỏa trong tương lai.
Bằng cách phân tách các phân tử carbon dioxide để sản xuất nhiên liệu xanh và tái chế hóa chất, công nghệ plasma cũng có thể hỗ trợ giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu trên Trái đất.
