I coloni di Marte potrebbero un giorno generare carburante e ossigeno dall’acqua salata del Pianeta Rosso, secondo un nuovo studio.
La nuova tecnologia dietro questo progresso potrebbe anche aiutare i sottomarini a generare ossigeno dall’acqua di mare sulla Terra, dicono i ricercatori.
Per vivere su Marte, i potenziali coloni avranno bisogno di ossigeno per respirare e combustibili come l’idrogeno per alimentare le loro attrezzature. L’acqua che troveranno sul Pianeta Rosso si rivelerà quindi preziosa, poiché potranno usare l’elettricità e altri metodi per scomporre l’acqua in idrogeno e ossigeno.
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“Marte è molto lontano, e siamo limitati nella quantità di cose che possiamo portare con noi, quindi se possiamo utilizzare le risorse già presenti lì, questo è più economico e più fattibile che dover portare tutto con noi”, ha detto a Space.com l’autore senior dello studio Vijay Ramani, un ingegnere chimico della Washington University di St. Louis, ha detto a Space.com.
La ricerca precedente ha scoperto che Marte possiede grandi quantità di ghiaccio, e il lander Phoenix della NASA ha anche trovato segni che le pianure artiche del pianeta erano coperte da una pellicola di acqua liquida negli ultimi milioni di anni. Phoenix ha anche scoperto composti noti come perclorati nel suolo marziano, che possono agire come antigelo, abbassando il punto di congelamento dell’acqua oltre la sua temperatura normale.
Siccome le salamoie contenenti acqua e perclorati possono rimanere liquide anche alle temperature fredde trovate sulla superficie marziana, Ramani e i suoi colleghi volevano vedere se potevano usare una tecnica nota come elettrolisi per dividere le molecole d’acqua per formare idrogeno e ossigeno usando l’elettricità. (La temperatura media annuale su Marte è di circa meno 81,4 gradi Fahrenheit, o meno 63 gradi Celsius, anche se può variare di oltre 212 gradi F, o 100 gradi C, nel corso di una giornata.)
“L’elettrolisi è nota da circa 100 anni o più, ma per lo più utilizza acqua pura come alimentazione”, ha detto Ramani.
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Nel lavoro precedente, Ramani e i suoi colleghi hanno sviluppato materiali noti come elettrocatalizzatori pirocloro rutenato di piombo che potrebbero aiutarli a elettrolizzare l’acqua marina. Nel nuovo studio, i loro esperimenti hanno rivelato che tali catalizzatori potrebbero aiutare a elettrolitizzare salamoie di perclorato, generando idrogeno e ossigeno ultrapuri al tipo di temperature ultra-basse che si trovano sulla superficie marziana.
“Possiamo ricavare ossigeno per la respirazione e idrogeno per il carburante utilizzando materiali su Marte stesso, l’acqua salata che ora si sa essere presente lì”, ha detto Ramani. “Le missioni future non devono necessariamente trasportare questi componenti su Marte, ma produrli in loco con una tecnologia come la nostra.”
Per guidare queste reazioni chimiche è necessaria una certa elettricità. Su Marte, tale elettricità proverrà probabilmente da celle solari, ha notato Ramani.
In precedenza, il Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) del rover Mars Perseverance della NASA ha dimostrato di poter utilizzare l’elettricità per scomporre l’anidride carbonica in ossigeno e monossido di carbonio. Per la stessa quantità di energia del MOXIE, il nuovo studio potrebbe generare 25 volte più ossigeno o più, e non generare alcun monossido di carbonio tossico, hanno detto i ricercatori.
“Quando stiamo parlando di esplorare lo spazio o la superficie della luna o di Marte, non è mai solo una tecnologia che viene utilizzata – non è mai solo un proiettile d’argento che risolve tutti i problemi”, ha detto Ramani. “Un mucchio di tecnologie saranno necessarie per lavorare in parallelo l’una con l’altra per rendere la vita più facile su Marte, e la nostra speranza è che la nostra sarà una di queste.”
Gli scienziati hanno notato che questo potrebbe aiutare la NASA a soddisfare il suo attuale mandato di sbarcare gli esseri umani su Marte entro la metà del 2030. “Speriamo di poter interessare la NASA nel tentativo di scalare questa tecnologia e migliorare ulteriormente le sue prestazioni, e nelle dimostrazioni in strutture che simulano l’ambiente marziano”, ha detto Ramani.
Tali elettrocatalizzatori possono trovare uso anche sulla Terra. “Se sei in un sottomarino dove l’ossigeno è limitato e c’è acqua salata intorno a te, potresti travasare dell’acqua salata e dividerla per ottenere ossigeno fresco”, ha detto Ramani. “Nella marina americana, la maggior parte dei sottomarini sono a propulsione nucleare, quindi non c’è carenza di elettricità. Per le applicazioni sulla terraferma, si potrebbe anche dividere l’acqua salata per generare idrogeno combustibile.”
Gli scienziati hanno dettagliato i loro risultati online il 30 novembre nella rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.
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