Marsile reisimist ei saa alustada suvalisel ajal. Ka lahkuda ei saa sealt siis, kui tahtmine peale tuleb. Tuleb oodata, kuni Maa ja Marss asetsevad üksteise suhtes sobivalt.

Kuidas saada Marsile?

Sõit Marsile on erakordne seiklus. Kui pika puhkuse peaksime võtma, et seal ära käia? Millise reisikindlustuse tegema?

Kas me suudame oma koolitarkust appi võttes analüüsida Marsile jõudmise, seal maandumise ja ellu jäämise ning sealt tagasi sõitmise olulisemaid väljakutseid? Või on see kõik raketiteadus?

Energia, energia jäävuse seadus Üldine energia jäävuse seadus. Mehaanilise energia jäävuse seadus. Keemiline side, sidemeenergia. Elektrivool gaasides 

Tegelikult läheb tarvis ka arusaamist mikromaailma toimimisest, nimelt sellest, et seal energiat neelatakse ja kiiratakse kindlate portsjonite, so kvantide kaupa. Sellest räägima gümnaasiumis, mikro- ja megamaailma kursuses. Aga mitte kohe alguses.

Marsi atmosfäär on parajasti nii hõre, et ainult sellest kosmoselaeva pidurdamiseks ei piisa, peab kasutama ka rakettmootoreid. Samas on see parajasti nii tihe, et ilma kuumakilbita kuidagi läbi ei saa. Mis ongi põhjus, et Marsile laskumine on tehniliselt palju keerulisem ettevõtmine, kui maandumine või kuundumine.

Laskume Marsile

Marsi atmosfäär on parajasti nii hõre, et ainult sellest kosmoselaeva pidurdamiseks ei piisa. Samas on see parajasti nii tihe, et ilma kuumakilbita kuidagi läbi ei saa. 

Marsi atmosfääris leiduvat süsinikdioksiidi saab kasutada kohaliku toorainena hapniku tootmiseks. Sellise protsessi aluseks võib olla süsinikdioksiidi keemiliste sidemete lõhkumine, nii et tekiks süsinikmonooksiid ja hapnik. Füüsika teeb keemiat.

Marsi atmosfäär ja kuidas seal hapnikku toota

Marsi atmosfääri peamine komponent on $C{O}_2$, seda on ligikaudu $96\%$ (lisandu ligikaudu $2\%$ $Ar$  ja $2\%$ $N_2$). Ja see pakub meil huvi. Sest, tõepoolest, süsinikdioksiidi saab kasutada kohaliku toorainena hapniku tootmiseks, mida võib koguda ja hingamiseks kasutada.

Hapniku tootmine Marsil: madalatemperatuuriline plasma

Marsi tingimustes loodud plasma elektronide abil süsinikdioksiidi molekulide keemiliste sidemete purustamine võib olla ideaalne moodus Marsil hapniku tootmiseks.

Marsil hapniku tootmisel saame ka CO-d, mis koos hapnikuga võib olla ka raketikütuseks. Mis veelgi põnevam - niimoodi saaksime CO₂ neutraalse kütusetsükli. Ja see kõlbaks kasutada ka Maal, kui CO₂ lõhkumiseks kasutada taastuvenergiat?

CO₂ neutraalsed kütused

Kui Marsil hapniku tootmiseks tuleks süsinikdioksiidist eraldada hapnik, siis sellisel lagundamise protseduuril on ka lisaväärtus: see oleks ka kütuse allikaks, sest süsinikmonooksiidi ja hapnikku on pakutud välja kui rakettmootorites kasutamiseks sobivat kütusesegu.

Õpilased peavad ehitama pudelist ja olemasolevatest materjalidest raketisüsteemi, mille külge kinnitatud toores muna jääb ka pärast raketi lendu ja maandumist terveks ja millega startiv muna lend kestab võimalikult kaua. Katsetasime sel kolmapäeval Tõrvas. Tüdrukud tegid poistele ära ...tegid ära ka ühele robotiehitajast tudengile.

Pudelirakett: üles ja alla tagasi

Õpilased peavad ehitama pudelist ja olemasolevatest materjalidest raketisüsteemi, mille külge kinnitatud toores muna jääb ka pärast raketi lendu ja maandumist terveks ja millega startiv muna lend kestab võimalikult kaua.