Un equipo de investigadores de la Universidad California en Irvine (UCI), liderado por el profesor de Física y Astronomía Houlin Xin, ha descubierto una forma más eficiente de crear combustible para cohetes a base de metano teóricamente en la superficie de Marte, lo que puede hacer que el viaje de regreso sea más factible.
Entre los muchos desafíos de un viaje a Marte, uno de los más urgentes es cómo poder obtener suficiente combustible para que la nave espacial regrese a la Tierra. El equipo de Houlin Xin puede haber encontrado una solución. “Se necesita mucha ingeniería e investigación antes de que esto se pueda implementar por completo. Pero los resultados son muy prometedores”, dice Houlin Xin de la UCI.
El nuevo descubrimiento se presenta en forma de un catalizador de zinc de un solo átomo que sintetizará el proceso actual de dos pasos en una reacción de un solo paso utilizando un dispositivo más compacto y portátil. «El zinc es fundamentalmente un gran catalizador», dice Xin. «Tiene tiempo, selectividad y portabilidad, una gran ventaja para los viajes espaciales».
El proceso de creación de combustible a base de metano ha sido teorizado anteriormente, inicialmente por la empresa SpaceX y su fundador, Elon Musk. Utilizaba una infraestructura solar para generar electricidad, lo que resultaba en la electrólisis del dióxido de carbono, que cuando se mezcla con agua del hielo que se encuentra en Marte, produce metano.
Este proceso, conocido como proceso Sabatier, se utiliza en la Estación Espacial Internacional (ISS) para producir oxígeno respirable a partir del agua. Uno de los principales problemas con el proceso Sabatier es que es un procedimiento de dos etapas que requiere grandes facultades para operar de manera eficiente.
El método desarrollado por Xin y su equipo utilizará zinc anatómicamente disperso para actuar como una enzima sintética, catalizando el dióxido de carbono e inicializando el proceso. Esto requerirá mucho menos espacio y puede producir metano de manera eficiente utilizando materiales y en condiciones similares a las que se encuentran en la superficie de Marte.
“El proceso que desarrollamos evita la conversión de agua en hidrógeno y, en cambio, convierte de manera eficiente el CO2 en metano con alta selectividad”, dice Xin.
Actualmente, los cohetes creados por Lockheed y Boeing utilizan hidrógeno líquido como combustible para los cohetes. Si bien es económico y eficaz, esta fuente de combustible tiene sus inconvenientes. El hidrógeno líquido deja residuos de carbono en el motor del cohete, que requiere limpieza después de cada lanzamiento; algo que sería imposible en Marte.
SpaceX y Elon Musk han desarrollado y actualmente están probando un motor a base de combustible de metano, conocido como SpaceX Raptor. Raptor impulsará la próxima generación de naves espaciales de SpaceX llamadas Starship y Super Heavy. En este momento, ninguno ha entrado en órbita, y solo uno ha tomado vuelo de manera constante.
A pesar del gran avance, el proceso desarrollado por Xin está lejos de ser implementado. Actualmente solo tienen una «prueba de concepto», lo que significa que, si bien se ha probado y probado en un laboratorio, aún no se ha probado en condiciones del mundo real o del planeta. “Se necesita mucha ingeniería e investigación antes de que esto se pueda implementar por completo”, dice. «Pero los resultados son muy prometedores».
