Dissertação

Plasma in-situ production of fuel and oxygen on Mars EVALUATED

A colonização humana é um dos próximos grandes objetivos da exploração espacial. Como viajar até ao Planeta Vermelho é um desafio exigente, a utilização de recursos disponíveis localmente (ISRU) em Marte ganha interesse ao possibilitar o aproveitamento da abundância de CO₂ presente na atmosfera e convertê-lo em O₂, gás respirável numa futura base planetária, e CO para integrar a produção de combustível, reduzindo assim a massa de lançamento e custo total da missão. A atmosfera de Marte detém condições favoráveis para a decomposição do CO₂ através de plasma de micro-ondas, tema estudado nesta Dissertação através de experiências e simulações. As condições atmosféricas marcianas são replicadas em laboratório, nomeadamente a pressão (6 mbar) e a composição (96% CO₂, 2%N₂ e 2%Ar), e o plasma é analisado através de espectroscopia. Esta técnica permite obter os perfis de emissão, temperatura e distribuição da fração de gás no plasma e identificar reações cruciais para a conversão. O efeito benéfico das condições marcianas é também verificado. As simulações e modelos identificam claramente os mecanismos envolvidos na mistura e permitem obter resultados quantitativos para a conversão e produção de O₂. Foi alcançada uma conversão máxima de CO₂ de 35% sob condições marcianas para P=250 W, assim como uma correspondente produção de O₂ de 14 g/h, equiparável a alternativas de topo para a produção deste gás em Marte. Condições para a implementação de um protótipo em Marte são também analisadas.
plasma de micro-ondas, dissociação do CO₂, Marte, utilização de recursos locais, produção de oxigénio, baixa pressão.

Janeiro 15, 2021, 9:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

Floran Johan Joseph Peeters

Dutch Institute for Fundamental Energy Research (DIFFER)

Especialista

ORIENTADOR

Vasco António Dinis Leitão Guerra

Departamento de Física (DF)

Professor Associado