Swinburne a Csiro Vědci úspěšně vytvořili železo v podmínkách podobných Marsu a otevírají dveře produkci kovů za zemí.
Vize navazování osad na Mars zachytil představivost miliardářů, vládních vesmírných programů a obhájců průzkumu vesmíru.
Budování takových kolonií však vyžaduje obrovské množství materiálu a jeho přeprava všeho ze Země není praktická. Dát to do perspektivy, odeslání NASAJednotudová vytrvalost Rover na Mars stojí kolem 243 milionů USD.
Je zřejmé, že pokud neplánujeme vybudovat osadu vhodné pouze pro mravence, bude nutné mnohem více zdrojů. Výzva se pak stane: Jak je získáme?
Pro postdoktorand CSIRO a absolvent Swinburne Dr. Deddy Nababan může řešení ležet v Marsově vlastní půdě, známé jako Regolith.
„Posílání kovů na Mars ze Země může být proveditelné, ale není to ekonomické. Dokážete si představit, že na Mars přinášíte tuny kovů? Prostě to není praktické,“ říká Dr. Nababan.
„Místo toho můžeme použít to, co je k dispozici na Marsu. Nazývá se to využití zdrojů in-situ nebo ISRU.“
Přesněji řečeno, Dr. Nababan se dívá na astrometalurgii – vytváří kovy ve vesmíru.
Budování slévárny mimo svět
Jak se ukázalo, Mars má všechny ingredience potřebné k výrobě nativních kovů. To zahrnuje oxidy bohaté na železo v regolitu a uhlíku z jeho tenké atmosféry, která působí jako redukční činidlo.
Astrometalurgistka Swinburne University of Technology, profesor Akbar Rhamdhani, spolupracuje s Dr. Nababanem na testování tohoto procesu s Regolithem Simulant – umělou rekreaci věcí nalezených na Marsu.
„Vybrali jsme simulant s velmi podobnými vlastnostmi, jakou nalezenou v kráteru Gale na Marsu, a zpracovali jsme je na Zemi simulovanými podmínkami Marsu. To nám dává dobrou představu o tom, jak by tento proces fungoval mimo svět,“ říká.
Simulant je umístěn uvnitř komory při povrchovém tlaku Marsu a zahříván při zvyšování teplot. Experimenty ukázaly tvorbu čistého železného kovu kolem 1000 ° C, s kapalnými křemíkovými lehkými slitinami produkované kolem 1400 ° C.
„Při dostatečně vysokých teplotách se všechny kovy spojily do jedné velké kapičky. To by pak mohlo být odděleno od kapalné strusky stejným způsobem jako na Zemi,“ říká profesor Rhamdhani.
Spolu s Dr. Nababanem spolupracuje Prof Rhamdhani s Dr. Markem Powncebym CSIRO, aby tento proces dále posunul. Zaměřují se zejména na výrobu kovů s nulovým odpadem, kde se k výrobě užitečných předmětů používají vedlejší produkty.
Pokud to nemůžete odeslat, udělejte to
Při průzkumu vesmíru je využití zdrojů in-situ (ISRU) stále důležitější, protože každý kilogram spuštěn na palubě rakety zvyšuje náklady a složitost mise. Přestože náklady na trh postupně klesají, rozsah zdrojů potřebných k podpoře lidského průzkumu zůstává obrovský.
Již dochází k významnému pokroku, včetně první demonstrace ISRU mimo svět. Experiment NASA MOXIE, který nesený Mars Perseverance Rover, úspěšně generoval prodyšný kyslík z ničeho jiného než oxidu uhličitého v Marsově atmosféře.
Produkce kovů je další obří skok. Profesor Rhamdhani doufá, že slitiny vyrobené na Mars by mohly být použity jako skořápky pro bydlení nebo výzkumné zařízení a ve strojích pro vykopávky.
„Určitě existují výzvy. Musíme lépe pochopit, jak by tyto slitiny fungovaly v průběhu času, a samozřejmě, zda tento proces lze znovu vytvořit na skutečném marťanském povrchu,“ říká Prof Rhamdhani.
Mezitím se však Swinburne a jeho partneři zdvojnásobí. Prof Rhamdhani, spolu s Dr. Nababanem a Dr. Mattem Shawem, dalším výzkumným pracovníkem CSIRO a Swinburne, nedávno vydal čtyřdenní zakázkový seminář o astrometalurgii v Jižní Koreji. Zpětná vazba byla slibná.
„Začínáme vidět zvýšený zájem v této oblasti po celém světě, protože svět přiměje o průzkum Marsu vážně,“ říká.
„Aby se to stalo, budeme potřebovat odborníky z mnoha oborů – těžba, inženýrství, geologie a mnoho dalšího.“
Pro Dr. Nababana jsou výhody nad rámec průzkumu. Doufá, že jejich výzkum také povede efektivnější metalurgii zde na Zemi.
„Tím si přeji, abych mohl pomoci rozvoji průzkumu vesmíru a nakonec to přinese dobrému lidskému životu na Zemi.“
Reference:
„Železo (slitina) Extrakce na Marsu prostřednictvím karbotermického snížení regolitu: termodynamické hodnocení a experimentální studie “Deddy C. Nababan, Mark I. Pownceby, Aaron Torpy a M. Akbar Rhamdhani, 5. května 2025,, 5. května 2025, Astronautika.
Doi: 10.1016/j.actaastro.2025.05.005
„Extrakce kovů na Marsu prostřednictvím karbotermické redukce: Charakterizace simulance Mars Regolith (MGS-1) a předběžné redukční experimenty“ od Deddy C. Nababan, Mark I. Pownceby a M. Akbar Rhamdhani, 23. dubna 2025,, 23. dubna 2025, Astronautika.
Doi: 10.1016/j.actaastro.2025.04.050
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
