Mission to Mars: eine Hürde weniger?
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.
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
