Recolectando recursos en Marte con plasmas


Un equipo internacional de investigadores ideó una forma basada en plasma para producir y separar oxígeno dentro del entorno marciano. Es un enfoque complementario al Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno en Marte de la NASA, y puede ofrecer altas tasas de producción de moléculas por kilogramo de instrumentación enviada al espacio.

Dicho sistema podría desempeñar un papel fundamental en el desarrollo de sistemas de soporte vital en Marte y la materia prima y los productos químicos básicos necesarios para procesar combustibles, materiales de construcción y fertilizantes.

En el Journal of Applied Physics, el equipo de la Universidad de Lisboa, el Instituto Tecnológico de Massachusetts, la Universidad de la Sorbona, la Universidad Tecnológica de Eindhoven y el Instituto Holandés para la Investigación de la Energía Fundamental presentó un método para aprovechar y procesar los recursos locales para generar productos en Marte.

Plasma de dióxido de carbono creado en el Laboratoire de Physique des Plasmas, Ecole Polytechnique en Francia y utilizado en la investigación sobre el aprovechamiento y procesamiento de recursos locales para generar productos en Marte. Crédito: Olivier Guaitella

Las condiciones naturales en el planeta rojo son casi ideales para la utilización de recursos in situ por parte de los plasmas, ya que la atmósfera está formada principalmente por dióxido de carbono que se puede dividir para producir oxígeno y su presión es favorable para la ignición del plasma.

Dos grandes obstáculos se interponen en el camino de la producción de oxígeno en Marte.

«Primero, la descomposición de las moléculas de dióxido de carbono para extraer oxígeno. Es una molécula muy difícil de romper», dijo el autor Vasco Guerra, de la Universidad de Lisboa. «Segundo, la separación del oxígeno producido de una mezcla de gases que también contiene, por ejemplo, dióxido de carbono y monóxido de carbono. Estamos analizando estos dos pasos de manera holística para resolver ambos desafíos al mismo tiempo. Aquí es donde los plasmas pueden ayudar».

El plasma es el cuarto estado natural de la materia y contiene partículas cargadas libres, como electrones e iones. Los electrones son ligeros y se aceleran fácilmente hasta energías muy altas con campos eléctricos.

“Cuando los electrones en forma de bala chocan con una molécula de dióxido de carbono, pueden descomponerla directamente o transferir energía para hacerla vibrar”, dijo Guerra. «Esta energía se puede canalizar, en gran medida, hacia la descomposición del dióxido de carbono. Junto con nuestros colegas de Francia y los Países Bajos, demostramos experimentalmente la validez de estas teorías. Además, el calor generado en el plasma también es beneficioso para la separación de oxígeno».

El oxígeno es clave para crear un entorno respirable, así como el punto de partida para producir combustibles y fertilizantes para la futura agricultura marciana. La producción local de combustibles será importante para futuras misiones. Todos son esenciales para el futuro asentamiento humano en Marte.

Al disociar las moléculas de dióxido de carbono para producir combustibles ecológicos y reciclar productos químicos, la tecnología de plasma también puede ayudar a abordar el cambio climático en la Tierra.

Con información de Phys.org

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