Металлы из марсианского грунта: шаг к колонизации Красной планеты

Концепция освоения Марса, включая создание поселений, сталкивается с проблемой нехватки строительных материалов. Их доставка с Земли является дорогостоящей и непрактичной, как показывает пример марсохода NASA Perseverance весом в одну тонну, доставка которого обошлась примерно в 243 миллиона долларов США.

Исследователи активно работают над технологиями использования местных ресурсов (ISRU), что предполагает применение марсианских материалов. Значительным прорывом стало получение металлов из марсианского реголита — поверхностного грунта планеты. В августе 2025 года ученые из Технологического университета Свинберна и CSIRO успешно извлекли железо из симулятора марсианского грунта в условиях, имитирующих марсианскую среду.

Этот прорыв открывает перспективы для производства металлов вне Земли, что критически важно для строительства жилищ и инфраструктуры на Марсе. Процесс включает нагрев марсианского грунта до высоких температур, что приводит к восстановлению железосодержащих оксидов и образованию чистого железа. Этот метод снижает потребность в транспортировке металлов с Земли, делая колонизацию Марса более осуществимой.

Разработка австралийских ученых из CSIRO и Технологического университета Свинберна, представленная в августе 2025 года, демонстрирует возможность получения железа из марсианского реголита с использованием углерода из атмосферы планеты и солнечной энергии. Этот процесс, известный как карбютермическое восстановление, является перспективным направлением для создания строительных материалов, таких как радиационные щиты и здания, что значительно снижает зависимость от земных поставок.

Исследования, опубликованные в журнале Acta Astronautica, показывают, что при температуре около 1000°C из симулятора марсианского грунта был получен чистый железо, а при 1400°C — железо-кремниевые сплавы. Этот метод минимизирует отходы, поскольку побочные продукты могут быть переработаны в полезные материалы.

Данное достижение согласуется с текущими усилиями NASA в области технологий ISRU. В апреле 2025 года программа NASA Flight Opportunities провела вебинар, посвященный развитию технологий ISRU посредством летных испытаний. Участники подчеркнули важность использования местных ресурсов для поддержки устойчивого освоения, отметив роль ISRU в снижении затрат на миссии и повышении самодостаточности.

Успешное извлечение металлов из марсианского грунта является значительным шагом на пути к созданию самодостаточного присутствия на Марсе. Используя местные ресурсы, будущие миссии смогут уменьшить зависимость от материалов, поставляемых с Земли, открывая путь к более эффективному и устойчивому освоению Красной планеты. Исследования CSIRO и Свинбернского университета, начатые еще в 2022 году, показали, что марсианский реголит, богатый оксидами железа, в сочетании с углеродом из атмосферы Марса и концентрированной солнечной энергией, может быть использован для производства металлического железа.

Этот процесс, который может быть интегрирован с установками по производству кислорода, подобными эксперименту MOXIE на марсоходе Perseverance, открывает новые горизонты для строительства на Марсе.