Produkce kyslíku je možná na Marsu, což znamená na Měsíci a jiných planetách. Jak?

Jak budeme dýchat na Marsu?

Budoucí mise NASA by mohla trvat asi pět let.

K přistání astronautů na Marsu v roce 2030 je potřeba dostatek kyslíku a paliva. 

Organizace vytvořila experiment Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE).Tento systém je testován na vozítku Perseverance na Marsu, které bylo vypuštěno v červenci.

Sonda přeměňuje oxid uhličitý, který tvoří 96 % atmosféry Rudé planety, na kyslík.Na Marsu tvoří kyslík pouze 0,13 % atmosféry, zatímco zemská atmosféra obsahuje21 %.Ve skutečnosti systém funguje jako stromy – vtáhne vás do dějeMarťanský vzduch je čerpán a poté oddělen dva atomy kyslíku od každé molekuly oxidu uhličitého (CO2).

Odborníci z Washingtonské univerzity navrhli další způsob, jak MOXIE doplnit.extrahovat kyslík ze solných jezer na Marsu.  

Experimentální techniku ​​navrhl profesorVidžaj Ramani. Zahrnuje to použití úplně jiného zdroje. Mluvíme o slané vodě z jezer, která se nacházejí pod povrchem Marsu. Většina vody, která existuje na Marsu, je led, a to jak na pólech, tak ve středních zeměpisných šířkách planety.

Podle technologie Ramaniho zařízení vezme vodu a rozdělí ji na vodík a kyslík. Související studie profesora a jeho kolegů byla zveřejněna v časopise PNAS.

Vývojový tým v současné době testuje maléverze MOXIE. To vědcům pomůže zjistit, jak může řada faktorů prostředí, včetně prachových bouří, větru a písku a teploty oxidu uhličitého, ovlivnit plavidlo. Celý systém bude o něco větší než domácí vařič. Jeho hmotnost bude asi 1000 kg.

Je to možné i na Měsíci?

Zřejmě ano, protože, jak se ukázalo, měsíční půda obsahuje obrovské množství kyslíku. Výzkumy ukazují, že asi 45 % hmotnosti prachu a kamenů tvoří čistý kyslík.

Tým vědců z Metalysis a University of Glasgownavrhuje recyklovat měsíční půdu, jejíž vedlejším účinkem bude železo a jiné kovové prášky. Uvádí se, že těžba jejich vlastního kyslíku zrychlí vytváření kolonie na Měsíci a také výrazně zjednoduší dodávku nákladu kolonistům.

Je třeba poznamenat, že materiál měsíčního povrchutéměř polovinu tvoří kyslík. Vědci byli první, kdo prokázal vhodnou metodu jeho izolace: podařilo se dosáhnout téměř 100% výtěžnosti prvku a zbylým produktem byla slitina kovů, tedy také cenný zdroj.

Vyrobený kyslík může být smíchán s jinými plyny,aby to bylo prodyšné. Kyslík lze také použít jako palivo a měsíc jako odrazový můstek pro průzkum hlubokého vesmíru. Koneckonců, výsledné železo se snadno přizpůsobí konstrukci. Tyto a mnoho faktorů zajímalo odborníky ESA, díky nimž vědci získají potřebné financování na příštích 9 měsíců.

Nová metoda umožňuje přístup k rychlea ekonomická výroba kyslíku nezbytná k udržení života na Měsíci. Kromě toho lze kov získaný reakcí použít pro výrobu na místě.

Můžete získat kyslík na jiných planetách?

V článku publikovaném v Nature Astronomy 12Únor 2018 Mendillo, docent astronomie Paul Withers a PhD Pavel Dalba nabízejí pohled na ionosféru exoplanety - tenkou horní vrstvu atmosféry, která je plná částic. Najděte v něm ionty kyslíku - a najdete život. Alespoň život je ve formě, v jaké ho známe.

V celé historii lidstvacivilizace, jsme se nikdy nedostali na dno úvah o obyvatelnosti vesmíru až do posledních 15 let, kdy jsme mohli vidět planety kolem jiných hvězd. A nyní jsme v takové fázi řešení problému, že musíme přijít s nápady, jak přesně detekovat život mimo Zemi. To bude velká intelektuální soutěž. 

John Clark, profesor astronomie na Bostonské univerzitě, ředitel Centra pro vesmírnou fyziku

Jejich práce začala, když Mendillo a Wieterszískala grant od National Science Foundation (NSF) na porovnání všech planetárních ionosfér ve sluneční soustavě. (Je přítomen na všech planetách kromě Merkuru, který je tak blízko Slunci, že jeho atmosféra zcela chybí.)

Zároveň tým pracoval i s misíNASA MAVEN se snaží pochopit, jak molekuly, které tvořily ionosféru Marsu, unikly z této planety. Od počátku vesmírného věku vědci chápali, že planetární ionosféry jsou velmi odlišné, a tým výzkumníků zaměřil svou pozornost na to, proč tomu tak bylo a proč se zemská ionosféra tak odlišovala od ostatních.

Zatímco jiné planety naplňují jejichionosféra se složitými nabitými molekulami vznikajícími z oxidu uhličitého nebo vodíku, má zemská ionosféra své složení poměrně jednoduché, většinou s kyslíkem vyplňujícím prostor. A tento kyslík je zvláštní typ kyslíku – jednotlivé atomy s kladným nábojem.

Většina planet v naší sluneční soustavěmají v atmosféře málo kyslíku, ale Země toho má hodně, asi 21%. To je způsobeno skutečností, že tolik organismů je zaneprázdněno přeměnou světla, vody a oxidu uhličitého na cukr a kyslík - proces zvaný fotosyntéza a na Zemi k němu dochází posledních 3,8 miliardy let.

  • Venuše

Stejně jako Země má Venuše velké železné jádro a skalní silikátový plášť a její kůra je analogicky s naší planetou čedičová.

Na Venuše však není kyslík - 96%atmosféra je tvořena oxidem uhličitým a kyselina sírová prší na povrch několikrát denně. Je nepravděpodobné, že alespoň jeden organismus známý vědě bude žít v takových podmínkách déle než několik sekund a technologie - více než několik hodin.

  • Jupiter

Europa je šestý satelit Jupitera a jedenjeden z největších satelitů ve sluneční soustavě. Jovian měsíc zajímá vědce, protože je jedním z nebeských těles, na kterých by potenciálně mohl existovat život. Povrch Europy je pokryt vrstvou ledu o tloušťce několika kilometrů, pod níž se nachází tekutý vodní oceán hluboký asi 160 kilometrů. Aby se v oceánu mohly vyvinout velké formy života podobné těm na Zemi, musí se ve vodě rozpustit kyslík. Tento prvek ale nemůže proniknout ledovou pokrývkou.

Vědci navrhli mechanismus, který to vysvětlujejak velké množství O2 se může zachytit pod ledem. Kyslík se na povrchu Europy tvoří, když proud vysokoenergetických částic z vesmíru bombarduje led a vytváří vysokoenergetické formy kyslíku, které mohou reagovat s mnoha látkami.

Vědci navrhli, aby obsahoval kyslíksloučeniny se dostanou do oceánu, když se ledová kůra pohybuje, k čemuž dochází v důsledku slapového účinku Jupiteru. Ledové úlomky, na jejichž povrchu se tvoří aktivní kyslík, jdou do hlubin.

  • Saturn

Dione je čtvrtým satelitem plynového gigantaSaturn a další nebeské těleso, které potenciálně obsahuje kyslík. Kosmická sonda Cassini detekovala stopy tohoto plynu ve vzduchové obálce objektu. Je pravda, že přítomnost kyslíku v tomto případě vůbec nesouvisí s přítomností živých organismů na Dione.

Již v minulém století to bylo možné prokázatDione, který má průměr 1 123,4 kilometru (tedy je menší než náš Měsíc), tvoří vodní led s výraznou příměsí hornin ve vnitřních vrstvách.

Vědci však již dlouho bylijsou přesvědčeni, že tento satelit nemůže mít žádnou atmosféru - je příliš malý na to, aby udržel kolem sebe plynový obal pomocí gravitace. Nicméně ne tak dávno byla tato představa o povaze Dione vyvrácena a údaje pro takové vyvrácení poskytl také „Cassini“ - ale ne astronom, ale automatická sonda.

Může se kyslík vyrábět ve vesmíru?

Na ISS jsou zásoby kyslíku doplňovány oelektrolýza vody (rozklad na vodík a kyslík). To na ISS provádí systém Electron, který spotřebuje 1 kg vody na osobu a den. Zásoby kyslíku jsou také čas od času doplňovány během nákladních misí na orbitální stanici. 

Vědci z Caltechu se rozhodli najít v jejichzkoumat jinou metodu výroby kyslíku. Nakonec přišli s reaktorem, který odstraňuje „C“ (uhlík) ze vzorce „CO2“ (oxid uhličitý) a ponechává pouze kyslík. Vědci zjistili, že pokud budou molekuly oxidu uhličitého poháněny a zasaženy o inertní povrchy, jako je zlatá fólie, mohou být rozděleny na molekulární kyslík a atomový uhlík.

Vědci tvrdí, že jejich reaktor funguje podleprincip urychlovače částic. Nejprve se v něm molekuly CO2 ionizují a následně urychlují elektromagnetickým polem, načež se srazí se zlatým povrchem. V současné podobě má rostlina velmi nízkou účinnost: na každých 100 molekul CO2 je schopna vyprodukovat asi jednu až dvě molekuly molekulárního kyslíku.

Vědci však poukazují na to, že jejich reaktor prokázal, že tento koncept výroby kyslíku je skutečně možný a v budoucnu se může stát škálovatelným.

V budoucnu bude možné reaktor použítprodukce kyslíku pro astronauty, kteří poletí na Měsíc, Mars a dále. Na Zemi by taková instalace založená na měřítku mohla být také velmi užitečná, protože může snížit koncentraci oxidu uhličitého v atmosféře a přeměnit ji na kyslík, což pomáhá v boji proti globálním změnám klimatu. Vědci však poznamenávají, že jejich instalace ještě není připravena na praktickou fázi.

V souladu s tím je odpověď na tuto otázku ano, ale technický výzkum v této věci ještě nebyl dokončen. 

Přečtěte si také:

Největší magnetická bouře vám umožní vidět polární záři z Moskvy

Ledovec Doomsday se ukázal být nebezpečnějším, než si vědci mysleli. Říkáme hlavní věc

Podívejte se na nejkomplexnější katalog miliard hvězd v Mléčné dráze