Что необходимо для производства метанового топлива и кислорода ракетного качества из атмосферы Марса?

В этом и прелесть ракетных двигателей, в них можно поставить почти все, что угодно, и они все еще работают. (Тем не менее, я вижу в этом красоту, инженеры просто кричат ​​от ужаса.)

Шутки в сторону, на самом деле есть доля правды в том, что требования к ракетному топливу не такие строгие. Например, первоначальные спецификации для RP-1 просто ограничивали количество серы и компонентов, вызывающих полимеризацию. Почти все может сойти за ракетное топливо. ( У Ignition Джона Д. Кларка есть интересная информация по этому поводу.) Для метанового топлива загрязнение, вероятно, будет более крупными углеводородами, попадающими в диапазон керосина, таким образом, не причиняя вреда.

MOXIE — это оксигенатор, расщепляющий$CO_2$в$CO$а также$O_2$. На схеме есть нечто, помеченное как «криоохладитель», так что я предполагаю, что он действительно производит жидкий кислород. Вот в чем дело: даже обычные ракеты не сжигают свое топливо полностью! Это действительно помогает производительности. Наиболее экстремальными являются ракеты, работающие на жидком водороде, которые используют примерно половину топлива. Так что в комбинации углеводородного топлива вам уже приходится иметь дело с недогоревшим топливом, с такими видами как$CO$подарок. Это означает, что действительно чистый кислород не так важен, а топливо ограниченной чистоты ISRU вполне подойдет в разумных пределах. Обратите внимание, что даже если небольшое загрязнение допустимо, оно должно быть однородной смесью в ваших баках, иначе вам придется иметь дело со случайной нестабильностью горения. МОКСИ$O_2$достаточно хорош для ракет, реальная проблема заключается в том, чтобы производить его в достаточном количестве. MOXIE — это всего лишь небольшое испытание, и даже полномасштабной системе потребуются месяцы, если не годы, чтобы произвести достаточно топлива для возвращения на орбиту.

Что входит в атмосферу Марса? Около 95,3 % CO2, 2,7 % азота, 1,6 % аргона, немного водяного пара и много пыли. Получаемый жидкий кислород не должен содержать ни водяного льда, ни пыли, но немного азота или аргона не повредит, они тоже будут жидкими. Жидкий CH4 не должен содержать водяной лед или пыль, но небольшое количество азота или аргона будет газообразным при температуре жидкого CH4. CO2 находится в твердом состоянии при температурах LOX и LCH4. Поэтому все оставшиеся твердые частицы, такие как пыль, водяной лед и замерзший CO2, должны быть удалены.