Muối cô đặc trong lòng đất trên Sao Hỏa có thể là nguồn cung cấp ôxy

Nếu con người đến Sao Hỏa, chúng ta có thể cần phải tạo ra một số tài nguyên quan trọng khi ở đó để tồn tại đủ lâu để khám phá và bổ sung cho chuyến hành trình dài trở về.

Mặc dù thời gian của nước tồn tại trên bề mặt Sao Hỏa đã trôi qua từ lâu, nhưng hành tinh Đỏ không phải là hoàn toàn không có nguyên liệu thô để tạo ra nước.

Sứ mệnh khám phá Sao Hỏa 2020 được khởi động vào tháng 7 đang thực hiện một cuộc thử nghiệm với chính xác mục tiêu này. MOXIE Thí nghiệm sử dụng tài nguyên ôxy tại chỗ trên sao Hỏa là một chiếc hộp không lớn hơn nhiều so với máy nướng bánh mì tạo ra ôxy từ CO ₂ trong khí quyển.

Trong khi một phiên bản lớn hơn sẽ được yêu cầu để tạo nhiên liệu ôxy lỏng cho tên lửa, MOXIE có kích thước để tạo ra lượng ôxy mà một người hoạt động cần thở.

Một nghiên cứu mới do nhà nghiên cứu Pralay Gayen tại Đại học Washington ở St. Louis, Missouri dẫn đầu, thử nghiệm một thiết bị có thể khai thác một nguồn tài nguyên khác đó là nước muối cô đặc perchlorate được cho là tồn tại trong lòng đất Sao Hỏa tại một số địa điểm. Thiết bị có thể tách nước trong muối đó, tạo ra ôxy và hydro tinh khiết.

“Chúng tôi đã phát hiện ra muối perchlorate (ClO ₄ ) rất phổ biến trên Sao Hỏa. Muối này có ái lực với các phân tử nước và có thể thu hơi nước theo thời gian, biến thành nước muối có nhiệt độ đóng băng rất thấp. Có bằng chứng về một lượng lớn thứ có thể là nước muối này bên dưới bề mặt vùng cực bắc của Sao Hỏa và một lượng nhỏ hơn đã được viện dẫn như một lời giải thích khả thi cho các vệt hoạt động đôi khi xuất hiện trên các sườn núi của hành tinh Đỏ”, các nhà nghiên cứu cho biết.

Để kiểm tra xem có thể khai thác nguồn tài nguyên này hay không, các nhà nghiên cứu đã chế tạo một thiết bị điện phân chạy trong điều kiện giống như Sao Hỏa. Nó sử dụng một cực âm platinum-carbon tiêu chuẩn và một cực dương chì ruthenium-ôxy đặc biệt mà các nhà nghiên cứu đã phát triển trước đây.

Họ trộn lẫn một nồng độ hợp lý của nước muối magiê perchlorate và lấp đầy khoảng không trong thùng chứa đó bằng CO ₂ tinh khiết để tạo ra một bầu khí quyển giống như Sao Hỏa. Toàn bộ điều được giữ ở -36 độ C. Khi được cấp nguồn, dòng nước muối chạy qua thiết bị, tách thành khí ôxy tinh khiết bị giữ ở phía cực dương và khí hydro tinh khiết ở phía cực âm.

Thiết bị hoạt động khá tốt, tạo ra lượng ôxy gấp khoảng 25 lần so với thiết bị MOXIE có thể quản lý. MOXIE yêu cầu khoảng 300 watt điện để chạy và thiết bị này phù hợp với sản lượng ôxy đó trên khoảng 12 watt.

Ngoài ra, nó cũng tạo ra hydro có thể được sử dụng trong pin nhiên liệu để tạo ra điện. Nó sẽ nhỏ hơn và nhẹ hơn MOXIE. Cuối cùng, tất cả những điều này chỉ minh họa rằng MOXIE đang làm việc với chất lượng thấp hơn nhưng có thể tiếp cận rộng rãi hơn tài nguyên ở dạng CO ₂ trong khí quyển thay vì nước.

Tuy nhiên một thiết bị như thế này sẽ cần phải trải qua quá trình kiểm tra lâu dài để đảm bảo rằng hiệu suất không bị suy giảm theo thời gian. Ví dụ, màng ngăn cách giữa các bên cực âm và cực dương được vận hành cẩn thận để ngăn không cho CO ₂ bám vào nó. Nếu sự sống còn của bạn phụ thuộc vào thiết bị bạn mang lên Sao Hỏa, thì rõ ràng trục trặc là một vấn đề cực nguy hiểm.