火星土壤煉製金屬:殖民火星的關鍵一步

编辑者: Tetiana Martynovska 17

澳洲斯威本科技大學與聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的研究人員,在模擬火星環境的條件下,成功從火星土壤模擬物中提煉出鐵,這項突破為在火星上建立據點的目標邁出了關鍵一步。這項研究由斯威本科技大學的Akbar Rhamdhani教授領導,並與CSIRO的Deddy Nababan博士合作,相關成果已發表於《Acta Astronautica》期刊。

在火星上建立人類據點面臨著獲取建築材料的巨大挑戰。從地球運輸物資的成本極高,例如,僅運送一噸重的NASA毅力號探測車到火星就耗資約2.43億美元。為了解決此問題,研究人員積極探索「原位資源利用」(ISRU),即利用火星當地資源。此項研究便是利用火星風化層(表層土壤)中的氧化鐵,透過碳熱還原法提煉金屬。

研究團隊使用了模擬蓋爾撞擊坑(Gale Crater)的火星土壤模擬物,在模擬火星環境壓力下進行加熱。實驗結果顯示,在約攝氏1000度時可產生純鐵金屬,而在約攝氏1400度時則可產生矽鐵合金。Rhamdhani教授指出,在足夠高的溫度下,金屬會聚集成液滴,可從爐渣中分離,這與地球上的冶煉過程相似。此方法有望與未來的氧氣生產裝置結合,共同生產氧氣和鐵合金,為火星上的建築和設備製造提供基礎。

此項研究與NASA推動的ISRU技術不謀而合。NASA的MOXIE實驗已在毅力號探測車上成功從火星大氣中的二氧化碳提取氧氣,證明了ISRU的可行性。從火星土壤中成功提取金屬,是建立火星自給自足存在的重要一步,能大幅降低對地球供應的依賴,使火星殖民的目標更加可行。儘管未來仍需克服合金在火星環境下的長期表現等挑戰,但這項研究為實現人類在紅色星球的永續探索鋪平了道路。

來源

  • Phys.org

  • Phys.org

  • NASA

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