wetenschappers hebben een nieuwe manier gevonden waarop toekomstige Marsverkenners mogelijk hun eigen zuurstof zouden kunnen genereren.

Mars is ver weg van de aarde, dus in staat zijn om ter plaatse adembare lucht te creëren zou geld en moeite besparen om zuurstof helemaal van onze eigen planeet te halen.

een onderzoeksteam ontdekte deze nieuwe zuurstofgenererende Reactie door kometen te bestuderen. De meeste van deze kleine ijzige werelden komen uit een ver deel van het zonnestelsel, bekend als de Oortwolk, ver voorbij de baan van Neptunus. Als de baan van een komeet hem dicht bij de zon brengt, begint de hitte komeetijs de ruimte in te duwen. Deze reactie produceert lange staarten die zich duizenden kilometers kunnen uitstrekken.gerelateerd: 7 Biggest Mysteries of Mars een team van onderzoekers van het California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena vond een nieuwe manier om uit te leggen hoe kometen moleculaire zuurstof genereren, de twee zuurstofatomen die samenkomen om adembare lucht te vormen.

een reeds bekende methode is door kinetische energie. Een sublimerende komeet is een drukke omgeving, waar de zonnewind (de constante stroom van deeltjes afkomstig van de zon) drijvende watermoleculen in het oppervlak van de komeet kan duwen met hoge snelheid. Als er zuurstofhoudende verbindingen op het oppervlak, careening watermoleculen kunnen scheuren zuurstofatomen uit en produceren moleculaire zuurstof.

moleculaire zuurstof kan ook worden geproduceerd door koolstofdioxide reacties, het team gevonden. (Koolstofdioxide bevat één koolstofatoom en twee zuurstofatomen. Voormalig Caltech postdoctoral fellow Yunxi Yao en huidige Caltech chemical engineering professor Konstantinos Giapis simuleerden deze reactie door koolstofdioxide in goudfolie te laten crashen. Aangezien goudfolie niet kan worden geoxideerd, mag het zelf geen moleculaire zuurstof produceren. Maar wanneer koolstofdioxide met hoge snelheid de folie in gaat, zendt het gouden oppervlak moleculaire zuurstof uit.

Diagram dat laat zien hoe kooldioxide kan worden omgezet in moleculaire zuurstof in een reactor. (Beeld credit: Caltech)

” Dit betekende dat beide zuurstofatomen afkomstig zijn van hetzelfde CO2-molecuul, waardoor het effectief op een buitengewone manier werd gesplitst,” aldus vertegenwoordigers van Caltech in een verklaring.om beter te begrijpen hoe koolstofdioxide kan worden afgebroken tot moleculaire zuurstof, creëerden Caltech chemistry professor Tom Miller en postdoctorale collega Philip Shushkov een computersimulatie.

een uitdaging bij het modelleren van de reactie is dat de reagerende moleculen erg “opgewonden” zijn, wat betekent dat ze op een complexe manier trillen en roteren, aldus de onderzoekers.

” in het algemeen kunnen opgewonden moleculen leiden tot ongewone chemie, dus we begonnen met dat, ” Miller zei in de verklaring. “Maar tot onze verbazing creëerde de opgewonden toestand geen moleculaire zuurstof. In plaats daarvan, het molecuul ontbonden in andere producten.”

eerder ontdekten de wetenschappers dat extreem “gebogen” kooldioxidemoleculen — die met een ongewone geometrie — kunnen worden gecreëerd zonder het koolstofdioxide op te wekken. Dit zou op zijn beurt zuurstof produceren.

toen Yao en Giapis de koolstofdioxidemoleculen in goudfolie sloegen, laadden ze de afzonderlijke koolstofdioxidemoleculen elektrisch op en versnelden ze vervolgens met behulp van een elektrisch veld. Giapis zei echter dat de reactie ook met een lagere snelheid kon plaatsvinden, wat zou kunnen verklaren waarom er wat zuurstof hoog zweeft in de atmosfeer van Mars.

“je kunt een steen met genoeg snelheid gooien bij wat CO2 en hetzelfde bereiken,” zei hij in de verklaring. “Het zou ongeveer zo snel moeten reizen als een komeet of asteroïde door de ruimte reist.”

gerelateerd: Hoe het leven op Mars kolonisten kon uitdagen voordat wetenschappers dachten dat Mars’ kleine concentratie van atmosferische zuurstof waarschijnlijk wordt gegenereerd nadat ultraviolet licht van de zon kooldioxide moleculen raakt in de lucht van de Rode Planeet. Giapis theoretiseert echter dat Mars-zuurstof ook kan worden gegenereerd wanneer stofdeeltjes, versneld tot hoge snelheid in de atmosfeer, crashen in moleculen van kooldioxide.

de gebruikte reactor Giapis heeft een zeer laag rendement en genereert slechts één of twee zuurstofmoleculen voor elke 100 kooldioxidemoleculen die door de versneller lopen. Giapis zei echter dat zijn reactor misschien op een dag kan worden aangepast om ademende lucht te creëren voor astronauten op Mars. En op aarde kan de reactor nuttig zijn om kooldioxide (dat ook een krachtig broeikasgas is, en de belangrijkste motor van de opwarming van de aarde) uit de atmosfeer te trekken en om te zetten in zuurstof.

” Is het een laatste apparaat? Geen. Is het een apparaat dat het probleem met Mars kan oplossen? Nee, ” zei hij. “Maar het is een apparaat dat iets kan doen dat erg moeilijk is. We doen gekke dingen met deze reactor.”

een paper gebaseerd op het onderzoek, onder leiding van Yao, werd vorige week gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.trouwens, NASA staat op het punt zuurstofgenererende technologie een test op Mars te geven. Een technologie demonstrator genaamd MOXIE (Mars Oxygen in situ resource Utility Experiment) zal vliegen aan boord van het agentschap 2020 Mars rover, die is gepland om te lanceren volgende zomer en land op de Rode Planeet in februari 2021. MOXIE zal atmosferische koolstofdioxide elektrochemisch splitsen, en NASA wil zien of de methode kan worden opgeschaald om mensen op de Rode Planeet te ondersteunen.

• Mars Myths& misvattingen: Quiz
• A Crewed Mars Mission: How NASA Could Do It
• NASA ‘ s Mars Rover 2020 Mission In Pictures (Gallery)

volg Elizabeth Howell op Twitter @howellspace. Volg ons op Twitter @Spacedotcom en op Facebook.