Ученые Технологического университета Суинберна предложили способ добычи железа на Марсе, в котором используется солнечный свет, реголит и атмосферный углекислый газ. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Acta Astronautica.
Исследователи проанализировали возможные способы извлечения марсианских металлов. Они выяснили, что из-за обилия углекислого газа в атмосфере наилучшим вариантом будет карботермическое восстановление реголита — инопланетного рыхлого грунта, который в значительной степени подвергся процессам выветривания.
Углерод, необходимый для этого процесса как восстановитель, может быть получен в результате охлаждения монооксида углерода, полученного в результате электролиза CO2 из марсианской атмосферы. Этот же метод, называемый MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), будет применяться для одновременного получения кислорода для дыхания.
Термодинамические модели предсказывают, что при реагировании углерода с реголитом при 1120 градусов Цельсия и семи миллибар эффективность конверсии железа в жидкий сплав будет достигать 99,9 процента. Примеси в жидком сплаве будут в основном образованы кремнием, углеродом, хромом и фосфором. При этом горячий газ, обогащенный CO, может быть использован на ранних этапах цикла производства для предварительного нагрева реголита. CO также можно конденсировать для получения углерода, который подходит для повторного использования для карботермического восстановления.
Минимальная потребность в энергии для карботермического реактора была рассчитана как 3,37 мегаватта в час на тонну жидкого сплава железа. При этом общая потребность в энергии, которая тратится на MOXIE и другие процессы, составила 15,51 мегаватта в час на тонну сплава.