¿Qué se requiere para producir combustible de metano y oxígeno de calidad para cohetes a partir de la atmósfera de Marte?

Esa es la belleza de los motores de cohetes, puedes poner casi lo que quieras en ellos, y todavía funcionan. (Dicho esto, lo veo como belleza, los ingenieros simplemente gritan aterrorizados).

Bromas aparte, en realidad hay un poco de verdad en eso, las especificaciones del propulsor de cohetes no son tan estrictas. Por ejemplo, las especificaciones originales para RP-1 solo limitaban la cantidad de azufre y componentes que inducen la polimerización. Prácticamente todo podría pasar como combustible para cohetes. ( Ignition , de John D. Clarke tiene información fascinante al respecto). Para el combustible de metano, la contaminación probablemente sería de hidrocarburos más grandes, que caen dentro del rango del queroseno, por lo que no causan daño.

El MOXIE es un oxigenador, partiendo$CO_2$dentro$CO$y$O_2$. El diagrama tiene algo etiquetado como "crioenfriador", así que supongo que en realidad produce oxígeno líquido. Aquí está la cosa: ¡Incluso los cohetes regulares no queman su combustible por completo! De hecho, ayuda al rendimiento. Lo más extremo son los cohetes que queman hidrógeno líquido, que solo usan alrededor de la mitad del combustible. Entonces, en una combinación de propulsores de hidrocarburos, ya tiene que lidiar con combustible a medio quemar, con especies como$CO$presente. Eso significa que el oxígeno realmente puro no es tan importante, y los propulsores ISRU de pureza limitada están bien, dentro de límites razonables. Tenga en cuenta que incluso si un poco de contaminación está bien, debe ser una mezcla homogénea en sus tanques, de lo contrario, tendrá que lidiar con la inestabilidad aleatoria de la combustión. el MOXIE$O_2$es lo suficientemente bueno para los cohetes, el problema real es producir suficiente. MOXIE es solo una prueba a pequeña escala, e incluso un sistema a gran escala requerirá meses, si no años, para producir suficiente combustible para volver a ascender a la órbita.

¿Qué hay en la atmósfera de Marte? Alrededor del 95,3 % de CO2, 2,7 % de nitrógeno, 1,6 % de argón y algo de vapor de agua y mucho polvo. El oxígeno líquido producido no debe contener agua helada o polvo, pero un poco de nitrógeno o argón no haría daño, también serían líquidos. El CH4 líquido no debe contener agua helada o polvo, pero un poco de nitrógeno o argón sería gaseoso a la temperatura del CH4 líquido. El CO2 es sólido a las temperaturas de LOX y LCH4. Por lo tanto, todos los sólidos restantes, como polvo, hielo de agua y CO2 congelado, deben eliminarse.