Uno dei problemi relativi a unviaggio verso Marteconsiste nel ritorno: la maggior parte del carico lanciato e poi trasportato dovrebbe infatti esserecostituito dal propellente: ne serve già parecchio per partire, basti osservare le dimensioni dei serbatoi che alimentano i razzi sulla cui cima troviamo le minuscole capsule che raggiungono la Stazione Spaziale Internazionale. È impensabile dover caricare anche quello necessario al ritorno.
La soluzione ideale sarebbe quindi una volta giunti su Marte poterprodurre carburante coi materiali disponibili in loco. Tuttavia i veicoli spaziali attuali fanno uso soprattutto di combinazioni didue elementi allo stato liquidocomeossigenocombinato conidrogeno, nel caso per esempio degli Shuttle o dell’Ariane 5, okerosene, come per il lanciatore Sojuz.
La gravità di Marte è un terzo di quella terrestre, ma doppia rispetto alla Luna
L’idrogeno è dunque il più efficiente e il più usato, anche da compagnie aerospaziali come Lockheed e Boeing, ma fra i lati negativi vi è la necessità di ripulire dopo ogni utilizzo il motore dai residui di carbonio generati dalla reazione. E questo sarebbe di fatto impossibile una volta giunti su Marte.
Esistono diverse tecnologie alternative allo studio o in fase di test pratico, fra cui l’utilizzo del metano. IlRaptor di SpaceXè l’esempio più noto di vettore di questo tipo in via di sviluppo, al momento siamo al livello di test in atmosfera, maanche Blue Origin e l’Agenzia Spaziale Europeasono al lavoro in questa direzione.
Paul Sabatier, chimico francese vincitore del premio Nobel per la chimica nel 1912
Il processo noto comereazione di Sabatierè utilizzato dal 2010 a bordo della Stazione Spaziale Internazionale per laproduzione di acquarecuperando l’idrogeno (uno “scarto” della produzione di ossigeno) e l’anidride carbonica generata dal respiro stesso degli astronauti. Entrambi gli elementi venivano in precedenza semplicemente espulsi all’esterno della stazione.
Adesso a venire espulso è l’elemento secondario del processo, ovveroil metano. La reazione di Sabatier potrebbe quindi tornare utile su Marte, ma servono pressione ed energie elevate con relativa attrezzatura, un vero e proprio impianto, per metterla in atto.
Le proprietà catalitiche dello zinco sono già note e apprezzate in diversi ambiti
Un team dell’Università della California, Irvine, ha scoperto unsistema di catalizzazioneche potrebbe gettare le basi per rendere più pratici e fattibili eventuali missioni su Marte. In questo caso i ricercatori hanno dispersosingoli atomi di zinco su un supporto microporoso in carbonioin grado di generare un processo di catalizzazione efficiente attraverso un dispositivo più semplice rispetto a soluzioni alternative, dimostrandosi nei test anche altamente stabile.
Il fattore importante è dato dallariduzione da due a un solo passaggio: con il nuovo sistema, la produzione di metano deriva dall’utilizzo diretto di acquacon anidride carbonica (quest’ultima presente nell’atmosfera marziana), senza necessità di dover prima scindere l’acqua stessa in idrogeno e ossigeno. Ciò contribuisce a rendere il sistema più pratico e anche “trasportabile”, caratteristica fondamentale nei viaggi interplanetari.
Allo stato attuale siamo di fronte a una dimostrazione ottenuta in laboratorio e i ricercatori sono ben consapevoli ancora molta ricerca sia necessaria prima di poter trasferire in pratica questi primi risultati, che sono nondimeno ritenuti molto promettenti.
Fonte:“Stable and Efficient Single-Atom Zn Catalyst for CO2 Reduction to CH4”, Journal of the American Chemical Society.
