Робот получил кислород с помощью марсианского метеорита

Если мы хотим исследовать Марс, нужно научиться добывать на нем кислород, потому что этот элемент необходим как для поддержания работы систем жизнеобеспечения, так и для производства компонента ракетного топлива. Очевидный источник кислорода — вода.

Сегодня ученые уверены, что в далеком прошлом на Марсе было много воды. И главное — все чаще они находят подтверждения тому, что и сегодня на Красной планете остается немало этой бесценной жидкости, как минимум подо льдом на южном полюсе.

Используя солнечную энергию, можно добывать кислород из воды с помощью подходящего катализатора — вещества, ускоряющего химическую реакцию, но не расходующегося в процессе.

Теоретически катализаторы можно привезти с Земли, но это дорого. Лучше создавать их на Марсе, ведь необходимые материалы — подходящие металлы — есть в марсианских породах. Авторы новой работы, опубликованной в журнале Nature Synthesis, выделили две технические сложности в реализации такого проекта.

Во-первых, такая система синтеза катализаторов должна работать автономно, потому что расстояние между Марсом и Землей не позволит управлять химическими процессами напрямую. Задержка в передаче информации составляет от 4,3 до 21 минуты в зависимости от положения планет.

Во-вторых, система должна самостоятельно определять формулу лучшего катализатора из доступных ингредиентов. Изучая метеориты, упавшие на Землю и когда-то выбитые из четвертой планеты, ученые выделили пять видов потенциальных руд марсианского происхождения, что дает более 3,76 миллиона комбинаций элементов для создания полиметаллического катализатора.

Разработанный исследовательской группой «ИИ-химик» смог без участия человека проанализировать состав шести видов марсианской руды, подготовить материалы, синтезировать 243 разных по составу катализатора и протестировать их.

Затем на основе полученных экспериментальных данных и обширной теоретической базы данных «ИИ-химик» подобрал лучший по характеристикам полиметаллический катализатор из шести металлов: марганца, железа, никеля, магния, алюминия и кальция. С помощью этого катализатора удалось запустить реакцию выделения кислорода на протяжении почти 153 часов с перенапряжением 445,1 милливольта при плотности тока 10 миллиампер на квадратный сантиметр.

Катализатор протестировали в симуляции условий Марса при температуре минус 37 градусов Цельсия, используя раствор перхлората магния (Mg(ClO4)2). В статье авторы отметили, что уже идет разработка системы, которая позволит протестировать работу «ИИ-химика» в условиях, максимально приближенных к реальным марсианским.