美研甲烷火箭燃料

不少科學家認為可先把火星改造成適合人類居住的第二個家園，然後向火星移民。然而，太空旅行者始終面臨一個緊迫問題——宇航員如何才能有足夠的燃料從太空返回地球？美國加州大學研究人員日前發佈消息稱，已設計了一種最新方法，製造以甲烷為基礎的火箭燃料，他們希望該燃料能使火星返程地球變得切實可行。

早在二○○一年，世界上唯一一個提供太空軌道觀光飛行的政府機構——俄羅斯聯邦航天署將美國富商丹尼斯 · 蒂托送上太空，在國際空間站進行為期八天的旅行，他也成為人類首位太空遊客，這意味着太空旅行已從科幻小說走入現實。在二○二○年，阿聯酋、中國和美國已分別向火星發射探測器，人類走上火星成為未來趨勢。

對於如何保證從太空返回地球具有足夠燃料的問題，加州大學研究人員這樣回應稱，以甲烷為基礎的火箭燃料的觀點此前是由SpaceX執行長馬斯克和該公司的工程師們提出，他們考慮如何利用火星冰層中的二氧化碳和水產生甲烷中的碳、氫分子。從理論上講，未來宇航員可以利用以上技術將火星上的冰和二氧化碳等物質轉化為返回地球的火箭燃料，這種新方法目前還僅僅是一個“概念驗證”，這意味着當前僅在實驗室中進行過測試，而沒有在現實環境中實測。

研究人員指出，為了能在火星上製造甲烷，研究小組採納了國際空間站將水轉換為可呼吸氧氣的兩步操作法，並將其過程轉變為一步操作法，期間使用單原子鋅作為催化劑。從本質上講，鋅是一種高效催化劑，它具有反應時間高效、選擇性強和可移植性的優點，這是太空旅行所需的最佳條件。通過將兩個步驟縮減至一個步驟，該裝置變得更加緊湊和便攜，從而更容易在火星上運輸使用。

研究人員解釋稱，以上新方法採用單個鋅原子，作為反應催化劑，幫助從二氧化碳中產生甲烷，在這個過程中，使用這種特殊的催化劑，能有效將二氧化碳轉化為甲烷。

研究人員指出，雖然部分商業太空公司現已開始着手開發研製基於甲烷的火箭燃料，例如：美國SpaceX公司的星艦“猛禽”引擎、美國私人航天公司——螢火蟲正在研製使用甲烷燃料的阿爾法火箭。在這項以甲烷為基礎的火箭燃料技術完全實現之前，還需要進行大量的工程設計和研究分析。但是目前可以肯定的是，該研究項目很有發展前景。

美 子