Een team van Chinese onderzoekers zegt dat het een raketmotor heeft gebouwd en getest die koolstofdioxide verbrandt, hetzelfde gas dat de bubbels in frisdrank als Coca Cola veroorzaakt. De motor, ontwikkeld in het State Key Laboratory of High Temperature Gas Dynamics in Peking, gebruikt vast magnesiumpoeder als primaire brandstof en CO2 als oxidator. In laboratoriumtests produceerde de motor een stabiele, controleerbare stuwkracht, wat de mogelijkheid opent dat toekomstige raketten kunnen draaien op een gas dat overvloedig aanwezig is in de atmosfeer van Mars.
Een raket die de lucht van Mars inademt
De motor werkt door magnesiumpoeder te ontsteken in een stroom koolstofdioxidegas. De chemische reactie produceert magnesiumoxide en koolmonoxide, samen met intense hitte en stuwkracht. De onderzoekers zeggen dat de motor kan worden geregeld en opnieuw gestart, twee eigenschappen die essentieel zijn voor praktische ruimtevaartuigen. Omdat de atmosfeer van Mars voor ongeveer 95 procent uit koolstofdioxide bestaat, zou een raket die deze technologie gebruikt theoretisch kunnen bijtanken op de Rode Planeet door CO2 uit de lucht te verzamelen. Dat zou de noodzaak elimineren om alle terugkeerbrandstof vanaf de aarde mee te nemen.
Waarom dit ertoe doet in de woestijn van Gansu
De tests vonden plaats in het noordwesten van China, in de provincie Gansu, bij een faciliteit die wordt gerund door de Chinese Academie van Wetenschappen. Het lokale team werd geleid door onderzoeker Wang Xing. Voor de mensen in de regio maakt het project deel uit van een bredere nationale inspanning om technologieën te ontwikkelen die toekomstige bemande missies naar Mars kunnen ondersteunen. China heeft al een rover op het Marsoppervlak geland en heeft plannen aangekondigd voor een monsterretourmissie. Een raket die lokale hulpbronnen kan gebruiken, past direct in die ambities.
Een brandstof die twee problemen tegelijk aanpakt
Koolstofdioxide is op aarde een afvalgas en een belangrijke bijdrager aan klimaatverandering. Het gebruiken als raketbrandstof verwijdert CO2 niet direct uit de atmosfeer, maar biedt wel een manier om een problematische stof om te zetten in iets nuttigs. De onderzoekers merken op dat magnesium overvloedig aanwezig is en kan worden geproduceerd met hernieuwbare energie. Als het proces zou worden opgeschaald, zou het een gesloten kringloop kunnen creëren: CO2 opvangen, zonne-energie gebruiken om magnesium te maken, en dan het magnesium verbranden met meer CO2 om een raket te laten vliegen. Het team publiceerde zijn resultaten in het tijdschrift Fuel.
Wat komt er nu
De motor blijft een laboratoriumprototype. De onderzoekers hebben hem nog niet getest in een vacuümkamer of bij de extreme temperaturen van de ruimtevaart. Maar het principe is op de grond aangetoond. Als verdere ontwikkeling slaagt, zou dezelfde technologie die een frisdrank koolzuur geeft op een dag een ruimtevaartuig van het oppervlak van Mars kunnen lanceren.
