Dnes se opět vracíme k programu NIAC, ve kterém americká kosmická agentura NASA podporuje první průzkumné krůčky projektů, které by v budoucnu mohl být hodně užitečné, ale zatím jsou v tak základní fázi rozvoje, že jejich praktické využití v nejbližších letech nepřichází v úvahu. Díky podpoře NASA mohou autoři těchto projektů rozvíjet základní myšlenky a vyhodnocovat praktickou uskutečnitelnost i s ní spojená rizika. Dnes se podíváme na projekt, který svým názvem slibuje termofotokatalytický rozklad vody na výrobu kyslíku pro pilotované výpravy k Marsu.

Společnost PCI (Precision Combustion, Inc. ) navrhla vyvinout jedinečný, kompaktní, lehký a odolný Microlith® Thermo-Photo-Catalytic (TPC) reaktor s nízkým odběrem energie pro pilotované výpravy na Mars, kde by mohl sloužit k výrobě kyslíku. S tím, jak se cíle pilotovaných kosmických průzkumných misí posouvají dále od oběžné dráhy Země k udržitelné lunární základně a průzkumu Marsu, zintenzivňuje se potřeba nahradit tradiční fyzikálně-chemické aktivity používané k odstraňování CO₂, redukci CO₂ a dodávkám O₂ v kabinách kosmických lodí s posádkou.

Hlavní přístup byl doposud věnován dílčím vylepšením odkazu starších, energeticky intenzivních technologických procesů používaných na palubě ISS, převážně generování kyslíku elektrolýzou vody. Je zapotřebí výrazný průlom, abychom mohli opustit tyto energeticky intenzivní procesní technologie – ať už částečně, či úplně. Toho se dá dosáhnout zvážením nedávných pokroků ve fotokatalýze. Objevují se aplikace pro konverzi oxidu uhličitého na užitečné produkty, či generování vodíku z atmosférické vodní páry. Když zvážíme tyto pokroky, můžeme pro aplikaci na lodi pro přelety k Marsu navrhnout, aby termofotokatalytické procesy nahradily starší energeticky náročné procesy elektrolýzy vody ve funkční architektuře systémů podpory života.

Klíčovým komponentem realizace tohoto průlomu je využití katalytického substrátu, jako je Microlith, který poskytuje velkou povrchovou plochu a podporuje hromadný transport na povrch katalyzátoru. Navržený termofotokatalytický generátor kyslíku by měl fungovat pasivně a postupně obnovovat obsah kyslíku v atmosféře kabiny. Cílovou misí pro nasazení navrhované technologie termofotokatalytického generátoru kyslíku je mise Long Stay, Earth-Mars-Earth v roce 2039. Ta byla definována rozborem Moon to Mars (M2M) 2024 a mělo by ji tvořit 337,9 dní cesty k Marsu, 348,5 dne u Marsu a 295,8 dne pro návrat, takže celá mise by trvala 982,2 dne. Navržená technologie generátoru kyslíku s Microlithem, pokud by byla úspěšná, mohla nahradit starší technologie generování kyslíku v architektuře systémů podpory života, což by přineslo výrazné úspory hmotnosti i energie. Ve fázi 1 autoři chtějí demonstrovat technickou realizovatelnost termofotokatalytického generování kyslíku s využitím microlithu, ale také požadavky na rozhraní, integrační prostor. Jasná cesta k demonstraci prototypu ve fázi II budou rovněž popsány v závěrečné zprávě.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/01/niac-2025ph1-vilekar.png