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Viver em Marte? Os astronautas poderão criar oxigénio usando plasmas

Viver em Marte? Os astronautas poderão criar oxigénio usando plasmas
Fonte: 
Instituto Superior Técnico, Portugal, 2017-10-24

Novo método permite transformar dióxido de carbono em oxigénio, permitindo ultrapassar um dos maiores desafios para a habitabilidade do planeta vermelho.

Respirar em Marte – um dos maiores desafios à sobrevivência humana no planeta vizinho – pode vir a ser conseguido graças a tecnologias de plasmas, segundo um novo estudo publicado esta semana. O trabalho, liderado por uma equipa portuguesa, envolve investigadores do Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear (IPFN), ligados ao Instituto Superior Técnico (IST) e à Universidade do Porto, e da École Polytechnique em Paris.

A atmosfera de Marte é composta por cerca de 96 % de dióxido de carbono, com apenas vestígios residuais de oxigénio. Estas condições tornam a respiração humana impossível e representam um sério desafio à eventual exploração e instalação de bases espaciais no planeta. Por outro lado, esta combinação atmosférica apresenta condições próximas das ideais para a criação de oxigénio a partir da decomposição do dióxido de carbono utilizando plasmas de baixa temperatura.

A reutilização e valorização do dióxido de carbono na Terra é um domínio de investigação em grande expansão, motivado pelos problemas ambientais de alterações climáticas e produção de “combustíveis verdes”. Os plasmas de baixa temperatura são um dos melhores meios para a decomposição deste gás –  a separação da molécula em oxigénio e monóxido de carbono – processo que ocorre graças à colisão com eletrões ou através da transferência de energia para diferentes estados de excitação.

A principal descoberta deste trabalho é que Marte tem excelentes condições para a utilização dos recursos naturais (In-Situ Resource Utilisation - ISRU) usando plasmas. Para lá da sua atmosfera de dióxido de carbono, o ambiente frio (em média cerca de 60 graus Celsius negativos) e a pressão atmosférica (cerca de 150 vezes menor que na Terra) podem induzir o efeito de transferência de energia de forma mais significativa do que a que se obtém no nosso planeta. A baixa temperatura também ajuda a tornar reações químicas mais lentas, o que facilita a separação das moléculas formadas no plasma como resultado da decomposição do dióxido de carbono.

O método de decomposição usando plasmas pode resolver duas questões importantes para missões tripuladas a Marte. Por um lado, poderá fornecer um abastecimento estável e fiável de oxigénio para respirar; por outro lado, pode ser usado na produção local de combustíveis para o regresso à Terra, pois o dióxido de carbono e o oxigénio podem ser usados para fabricar misturas para a propulsão dos veículos espaciais.

Segundo o Prof. Vasco Guerra, principal autor do trabalho, “esta abordagem de ISRU pode ajudar a simplificar significativamente a logística duma missão a Marte. Contribuirá para tornar a missão mais autossustentável, diminuirá os riscos para a tripulação e reduzirá o custo da missão, que necessitará de menos veículos.”

Esta investigação é liderada pelo Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear do Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, e inclui como parceiros a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto e o Laboratoire de Physique des Plasmas da École Polytechnique em Paris. A Technische Universitat Eindhoven (Holanda) está já também envolvida na investigação.

A equipa do IPFN/IST desenvolve a sua atividade no campus Alameda do IST em Lisboa. A equipa envolve docentes e investigadores do IST/IPFN, bem como um conjunto de jovens cientistas financiados pela Fundação para a Ciência e Tecnologia no âmbito do Projecto PREMiERE (CO2 Plasmas: a fRiEndly MEdium for Renewable Energy) e do Programa de Doutoramento APPLAuSE (Advanced Programme in Plasma Science and Engineering).

O IPFN – Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, é uma unidade de investigação do Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, com o estatuto de Laboratório Associado nas áreas temáticas de Fusão Nuclear Controlada e Tecnologias de Plasmas e Lasers Intensos.