A tudósok találtak egy új módja annak, hogy a jövő Mars felfedezők potenciálisan saját oxigént.

A Mars messze van a Földtől, így a helyszínen lélegző levegő létrehozása pénzt és erőfeszítést takaríthat meg annak érdekében, hogy oxigént szállítson egészen a saját bolygónktól.

egy kutatócsoport felfedezte ezt az új oxigéntermelő reakciót üstökösök tanulmányozásával. Ezeknek a kis jeges világoknak a többsége az Oort-felhő néven ismert naprendszer távoli területéről származik, messze túl a Neptunusz pályáján. Ha egy üstökös pályája közel hozza a naphoz, a hő elkezdi a cometary jeget az űrbe tolni. Ez a reakció hosszú farkakat termel,amelyek több ezer mérföldre nyúlhatnak.

kapcsolódó: 7 A Mars legnagyobb rejtélyei

a pasadenai Kaliforniai Technológiai Intézet (Caltech) kutatócsoportja új módszert talált arra, hogy elmagyarázza, hogyan termelnek az üstökösök molekuláris oxigént, az oxigén két atomját, amelyek együtt lélegző levegőt képeznek.

egy már ismert módszer a kinetikus energia. A szublimáló üstökös egy forgalmas környezet, ahol a napszél (a napból származó részecskék állandó áramlása) nagy sebességgel képes lebegő vízmolekulákat az üstökös felületére tolni. Ha a felszínen oxigéntartalmú vegyületek vannak, a vízmolekulák kitéphetik az oxigénatomokat, és molekuláris oxigént termelhetnek.

A molekuláris oxigén szén-dioxid reakciókkal is előállítható-állapította meg a csapat. (A szén-dioxid egyetlen szénatomot és két oxigénatomot tartalmaz.) Korábbi Caltech posztdoktori ösztöndíjas Yunxi Yao és a jelenlegi Caltech vegyészmérnök professzor, Konstantinos Giapis ezt a reakciót úgy szimulálta, hogy szén-dioxidot öntött aranyfóliába. Mivel az aranyfóliát nem lehet oxidálni, önmagában nem szabad molekuláris oxigént termelni. De amikor a szén-dioxid nagy sebességgel kerül a fóliába, az arany felület molekuláris oxigént bocsát ki.

“Ez azt jelentette, hogy mindkét oxigénatom ugyanabból a CO2 molekulából származik, hatékonyan felosztva rendkívüli módon” – mondta a Caltech képviselői egy nyilatkozatban.

ahhoz, hogy jobban megértsük, hogyan bomlik le a szén-dioxid molekuláris oxigénre, Tom Miller, a Caltech kémiai professzora és Philip Shushkov posztdoktori ösztöndíjas számítógépes szimulációt készített.

a reakció modellezésének egyik kihívása az, hogy a reagáló molekulák nagyon “izgatottak”, ami azt jelenti, hogy komplex módon rezegnek és forognak-mondták a kutatók.

“általában az izgatott molekulák szokatlan kémiához vezethetnek, ezért ezzel kezdtük” – mondta Miller a nyilatkozatban. “De meglepetésünkre az izgatott állapot nem hozott létre molekuláris oxigént. Ehelyett a molekula más termékekre bomlik.”

inkább a tudósok felfedezték, hogy a rendkívül “hajlított” szén-dioxid — molekulák-a szokatlan geometriájú molekulák-a szén-dioxid izgalma nélkül hozhatók létre. Ez viszont oxigént termelne.

amikor Yao és Giapis a szén-dioxid molekulákat aranyfóliába törte, elektromosan feltöltötték az egyes szén-dioxid molekulákat, majd elektromos mező segítségével felgyorsították őket. Giapis azonban azt mondta, hogy a reakció lassabb sebességgel is megtörténhet, ami megmagyarázza, hogy miért van néhány oxigén, amely magasan lebeg a marsi légkörben.

“néhány CO2-nál elég sebességgel dobhatsz egy követ, és ugyanezt érheted el” – mondta a nyilatkozatban. “Olyan gyorsan kell utaznia, mint egy üstökös vagy aszteroida az űrben.”

kapcsolódó: Hogyan Élnek a Marson Is Kihívás Telepesek

Előtt, a tudósok úgy gondolták, hogy a Mars kis koncentrációja a légköri oxigén valószínűleg generált után az ultraibolya fény a nap eléri a szén-dioxid-molekulák a Vörös Bolygó levegő. Giapis elmélete szerint azonban a marsi oxigén akkor is előállítható, amikor a légkörben nagy sebességre gyorsuló porrészecskék szén-dioxid molekulákba ütköznek.

az alkalmazott giapis reaktor nagyon alacsony hozamú, csak egy vagy két oxigénmolekulát generál minden 100 szén-dioxid-molekulához, amelyek a gázpedálon áthaladnak. Giapis azonban azt mondta, hogy talán a reaktorát egy nap módosíthatják, hogy lélegző levegőt teremtsenek a Mars űrhajósai számára. A földön pedig a reaktor hasznos lehet a szén-dioxidot (amely szintén erős üvegházhatású gáz, és a globális felmelegedés fő mozgatórugója) kivonni a légkörből, és oxigénné alakítani.

” Ez egy végleges eszköz? Nem. Ez egy olyan eszköz, amely képes megoldani a problémát a Mars? Nem ” – mondta. “De ez egy olyan eszköz, amely meg tud csinálni valamit, ami nagyon nehéz. Őrült dolgokat csinálunk ezzel a reaktorral.”

a Yao által vezetett kutatáson alapuló tanulmányt a múlt héten tették közzé a Nature Communications folyóiratban.

egyébként a NASA az oxigéntermelő technológiát teszteli a Marson. A Moxie (Mars Oxygen in situ resource usilation Experiment) nevű technológiai demonstrátor repülni fog az ügynökség 2020 Mars rover fedélzetén, amely a tervek szerint jövő nyáron indul, és 2021 februárjában landol a Vörös Bolygón. A Moxie elektrokémiai úton osztja szét a légköri szén-dioxidot, és a NASA szeretné megtudni, hogy a módszert fel lehet-e méretezni, hogy segítse a vörös bolygó embereinek támogatását.

• Mars Myths & tévhitek: kvíz
• egy marsi küldetés: hogyan tudta ezt megtenni a NASA
• a NASA Mars Rover 2020 küldetése képekben (Galéria)

kövesse Elizabeth Howell-t a Twitteren @howellspace. Kövess minket a Twitteren @Spacedotcom és a Facebook-on.