Mission to Mars: eine Hürde weniger?

  • 23. October 2017

Plasmatechnologie kann Sauerstoffversorgung sichern.

Die Atmosphäre des Mars besteht zu etwa 96 Prozent aus Kohlen­dioxid – Verhält­nisse, die bemannte Missionen zu unserem Nach­bar­planeten deutlich erschweren. Die dort vor­herr­schenden Tem­pe­ratur- und Druck­verhält­nisse könnten allerdings dazu genutzt werden, um mit Hilfe eines Nicht­gleich­gewichts­plasmas den so dringend benötigten Sauer­stoff her­zu­stellen. Ent­spre­chende Unter­suchungen stellen Wissen­schaftler der Uni­versi­täten in Lissabon und Porto sowie von der École Poly­technique in Paris in ihrer letzte Woche in der Fachzeit­schrift Plasma Sources Science and Technology erschienenen Ver­öf­fent­lichung vor.

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Abb.: Noch ein lebensfeindlicher Raum: unser roter Nachbarplanet Mars.  (Bild: NASA JPL/Malin Space Science Systems)

„Eine bemannte Mission zum Mars ist einer der näch­sten großen Schritte bei der Er­kun­dung des Welt­alls“, so Erst­autor Dr. Vasco Guerra vom Insti­tuto de Plasmas e Fusão Nuclear in Lissa­bon. „Eine wesent­liche Heraus­forderung ist sicherlich die Schaf­fung einer Umgebung, die das Atmen erlaubt.“

„Aufgrund der Klima­verän­derun­gen auf der Erde stellt der Abbau von Kohlen­dioxid ein wach­sendes Forschungs­feld dar. Dabei hat sich der Einsatz von Nieder­tempe­ratur­plasmen zur Zersetzung von CO2 als ein ausgesprochen guter Ansatz hervorgetan. In diesen Plasmen sorgen Elektronenstöße und der Energie­übertrag in Molekül­vibra­tionen für eine Um­wand­lung von Kohlendioxid in Sauer­stoff und Kohlen­monoxid“, erklärt der Physiker weiter. Auf dem Mars herrschen ex­zellente Be­din­gun­gen für diese Um­wandlung, da ins­besondere diese Vibra­tions­effekte in der 210 Kelvin kalten Kohlen­dioxid­atmo­sphäre noch stärker als auf der Erde ausgeprägt sein dürften. Zudem verlang­samen die nie­dri­gen Tempe­ratu­ren den Prozess noch und geben den Mo­le­külen so ausreichend Zeit, sich von­ei­nander zu trennen.

Die Nieder­temperatur­plasma­umwandlung bietet laut Guerra einen dop­pelten Vorteil für die be­mann­te Raum­fahrt. Sie liefert nicht nur stabil und zu­ver­lässig eine aus­rei­chen­de Sauer­stoff­ver­sor­gung sondern auch eine Treib­stoff­quelle, dass das ent­stehen­de Kohlen­mono­xid als Raketen­treib­stoff eingesetzt werden kann.

„Mit der vorgestellten In-­Situ-­Nutz­bar­ma­chung von Res­sour­cen (In-Situ Re­source Uti­lisation – ISRU) mittels Plasma­tech­nologie könnten also zwei logis­tische Probleme einer Mars­mission gelöst werden. Die damit ein­her­gehende höhere Selbst­ver­sorgung der Mann­schaft redu­ziert zudem Risiken und Kosten einer solchen Mission“, freut sich Dr. Guerra über den neuen Ansatz.

IOP / LK

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