Из марсианского грунта можно добывать металл: эксперимент
Ученые нашли способ получать металл прямо из марсианского грунта. Это открытие может решить одну из главных проблем будущей колонизации Красной планеты — невероятно высокую стоимость доставки стройматериалов с Земли.
Идея заключается в том, чтобы не везти с собой тонны металла, а производить его на месте. Доставка грузов на Марс стоит огромных денег. Например, отправка одного лишь марсохода Perseverance, который весит около тонны, обошлась NASA в $243 млн. Строительство даже небольшого поселения потребует гораздо больше материалов, и привозить их все с Земли экономически невозможно.
Ученый Дэдди Набабан из Государственного объединения научных и прикладных исследований Австралии (CSIRO) предложил решение этой проблемы. Он специализируется на астрометаллургии — науке о получении металлов в космосе. Оказалось, что на Марсе есть все необходимое для производства металла. Местный грунт богат оксидами железа. А в тонкой атмосфере планеты есть углерод, который нужен в качестве восстановителя — вещества, которое помогает извлечь чистый металл из его соединений.
Профессор Акбар Рамдани из Технологического университета Суинберна вместе с доктором Набабаном провел эксперименты, чтобы проверить эту технологию. Они использовали искусственный аналог марсианского грунта, который по своему составу полностью повторяет почву из кратера Гейл на Марсе. Это позволило им в земных условиях воссоздать процесс, который мог бы работать на другой планете.
Как марсоход Curiosity исследует кратер Гейл
В ходе эксперимента исследователи поместили искусственный грунт в специальную камеру, где создали давление, как на поверхности Марса. Затем они начали постепенно нагревать камеру. Результаты оказались успешными. При температуре около 1000°C из грунта начало выделяться чистое железо. Когда температуру подняли до 1400°C, образовались жидкие сплавы железа и кремния.
Профессор Рамдани объяснил, что при достаточно высокой температуре весь расплавленный металл собирается в одну большую каплю. Эту каплю можно легко отделить от жидкого шлака — побочных продуктов плавки. Точно такой же принцип используется в металлургии на Земле.
Теперь ученые, включая доктора Марка Паунсби из CSIRO, работают над усовершенствованием процесса. Их главная цель — сделать производство полностью безотходным. Они хотят найти применение и побочным продуктам, чтобы использовать марсианские ресурсы с максимальной пользой. Использование местных ресурсов становится все более важной областью в космонавтике, ведь при запусках ракет важен каждый килограмм. Первый успешный пример такого подхода уже есть: эксперимент MOXIE на борту марсохода Perseverance смог произвести кислород для дыхания, используя только углекислый газ из атмосферы Марса.
Как MOXIE делал кислород из марсианского воздуха
Производство металла — это следующий шаг. Профессор Рамдани считает, что полученные на Марсе сплавы можно будет использовать для строительства корпусов жилых модулей и исследовательских станций, а также для создания деталей для техники, например, экскаваторов. Конечно, впереди еще много сложностей. Ученым предстоит выяснить, как эти сплавы поведут себя с течением времени в марсианских условиях и получится ли воссоздать этот процесс на самой планете.
Тем не менее интерес к этой области в мире растет. Недавно команда ученых провела четырехдневный семинар по астрометаллургии в Южной Корее, который вызвал большой интерес. Для реализации таких проектов потребуются специалисты из самых разных областей: горного дела, инженерии, геологии и многих других. Доктор Набабан надеется, что их исследования не только помогут в освоении космоса, но и приведут к появлению более эффективных металлургических технологий на Земле.
Изображение Swinburne University of Technology
