Учёные предложили систему MARS-MES для энергоснабжения будущих миссий на Марсе

Представить себя в марсианской лаборатории, где экипаж пятой пилотируемой миссии анализирует образцы реголита в уютном модуле, уже сегодня позволяет концепция будущих технологий освоения Красной планеты. Электроэнергия в таком модуле может поступать без перебоев благодаря системе MARS-MES (Mars Atmospheric Resource & Multimodal Energy System), которая обеспечивает работу освещения, лаборатории, жилых отсеков, тренажёров, VR-гарнитур, а также поддерживает выработку кислорода, топлива и воды. Всё это возможно за счёт преобразования марсианской атмосферы в пригодную для использования энергию.

Хотя реализация подобного сценария остаётся делом будущих десятилетий, учёные уже активно работают над его созданием. Среди них — группа исследователей из Китая, предложившая новый подход к получению тепла и электроэнергии из разреженной атмосферы Марса. Результаты их работы опубликованы в журнале National Science Review и могут стать основой революционных изменений в энергоснабжении планеты с применением метода использования ресурсов на месте (ISRU), исключающего необходимость доставки энергии с Земли.

В рамках исследования учёные рассматривают несколько направлений обеспечения энергией будущих миссий: улавливание энергии марсианского воздуха, локальное производство и хранение энергии, а также преобразование ресурсов жизнеобеспечения. Каждый из подходов имеет свои преимущества и ограничения, однако ключевым остаётся принцип максимального использования местных ресурсов.

Для работы с атмосферой Марса, состоящей более чем на 95% из углекислого газа и обладающей крайне низким давлением, исследователи предлагают многомодальную систему её улавливания и сжатия. Рассматриваются механическое сжатие, криогенная ловушка и адсорбция тепла, однако каждая технология пока находится на разных стадиях развития и требует доработки.

Для генерации и хранения энергии предлагается использовать микроядерный реактор, который сможет работать на захваченном марсианском воздухе. Энергия при этом будет накапливаться в литий-марсианских газовых батареях, обеспечивая стабильное энергоснабжение. Дополнительно рассматривается применение реактора Сабатье, аналог которого используется на МКС в системе жизнеобеспечения. На Марсе он сможет производить тепло, электричество и метановое топливо, перерабатывая атмосферу и отходы.

В исследовании подчёркивается, что марсианская атмосфера может стать центральным элементом энергетической системы будущих миссий. Учёные отмечают, что технологии ISRU уже сегодня рассматриваются как ключевой фактор снижения стоимости и сложности межпланетных экспедиций. Среди возможных применений — использование подземного льда для получения воды и кислорода, а также применение марсианского реголита для строительства и защиты жилых модулей.

Разработчики подчёркивают, что все предложенные технологии пока находятся на стадии концепций и экспериментов. Однако именно такие разработки формируют основу будущих пилотируемых миссий на Марс, которые могут состояться уже в ближайшие десятилетия.

Читайте также: