Ученые рассказали, как будущие колонизаторы Марса смогут генерировать собственный кислород

Освоение Красной планеты и без того связано со множеством трудностей. А тут еще и дышать нечем. Вот ученые и задались вопросом генерирования кислорода для будущих колонизаторов Марса.

Красная планета находится слишком далеко от Земли. До нее еще и долететь надо. И в пути тоже необходим кислород. И будет слишком накладно забирать запасы с нашей планеты. Поэтому требуется технология, способная генерировать кислород непосредственно в космическом пространстве: как на корабле, так и, возможно, непосредственно в марсианской колонии. После того, как исследователи изучили жизнедеятельность комет, обнаружилось, что вполне реально сделать так, чтобы кислород не пришлось доставлять с Земли.

Как мы знаем, большая часть ледяных объектов — комет происходит из далеких уголков Солнечной системы. Из места, получившего название Облака Оорта, расположенного за границами Нептуна. Когда траектория полета кометы приближается к Солнцу, то жар от звезды начинает как бы отталкивать лед с поверхности объекта прямо в космос. Во многом образование кометного хвоста происходит именно из-за этого. И эти шлейфы могут простираться на тысячи километров.

Группа исследователей из калифорнийского института — Caltech (California Institute of Technology) в Пасадене нашли способ выяснить, каким образом кометы генерируют кислород молекулярного вида, когда соединяется именно две молекулы вещества, так необходимого для дыхания.

Как получается дыхательный кислород в космосе?

Одним из способов оказалась кинетическая энергия. Сублимирующая комета — это этакая занятная среда, где солнечный ветер, а именно — поток частиц от Солнца, может толкать с невероятной скоростью плавающие молекулы воды на поверхности комет. Так что, если на объекте имеется кислородосодержащая среда, молекулы воды могут в процессе ухода с кометы оторвать еще и атомы кислорода и дать возможность соединиться им в молекулярный кислород.

Второй способ — получение кислорода из диоксида углерода. Как известно еще из уроков химии в школе, у этого вещества в составе имеется один атом углерода и два — кислорода. Учеными была смоделирована реакция, при которой использовалась золотая поверхность, вроде фольги. Но золотая фольга не окисляется, соответственно она не может сама по себе производить кислород. Но когда двуокись углерода проникает в фольгу при высокой скорости, поверхность тончайшего металла начинает выделять молекулярный кислород.

Пришлось изучить и реакции, при которых углекислый газ сможет разложиться с образованием молекулярного кислорода. И главной проблемой, которую выявило моделирование, стало чрезмерное возбуждение самих молекул СО2. То есть эти молекулы вращаются и колеблются слишком уж сложным образом. А эти процессы могут приводить к самым необычным химическим реакциям. В итоге ученые выяснили, что в результате такого движения не создавался молекулярный кислород вообще. Что угодно получалось, только не кислород для дыхания.

Но исследователи также нашли так называемые изогнутые молекулы СО2 с необычной геометрией, которые в результате своей работы могут продуцировать то, что так нужно для освоения космоса — О2.

В итоге, ученые пришли к выводу, что тот скудный кислород, что все же есть в марсианской атмосфере, генерируется в результате попадания частиц пыли, ускоренных до невероятной скорость, в молекулы углекислого газа.

Так как же сгенерировать молекулярный кислород искусственно и в достаточном количестве?

Уже существует реактор, способный создавать молекулы дыхательного кислорода. Но у него получается это лишь на сто молекул СО2 в количестве две штуки. Остается надеяться, что в скором времени, показатель удастся улучшить и использовать эту технологию в будущих колониях.

Никто не говорит о том, что реактор является единственным и лучшим решением в области улучшения условий путешествий на далекие космические расстояния или для жизни на других планетах. Но все же в 2020 планируется запустить аппарат, который непосредственно на Марсе испытает метод генерирования кислорода описанным способом. Эксперимент как раз и должен показать, возможно и каким-то образом расширить возможности производства кислорода или придется изобретать новые способы.

Популярные материалы