Een “kleine scheikundige” robot heeft ontdekt hoe hij zuurstof kan produceren met gesteenten van Mars
Het koloniseren van Mars is een droom die door veel verschillende mensen wordt gedeeld, van ruimtevaartorganisaties tot gewone mensen. Dromen botsen echter vaak met de werkelijkheid: er is bijvoorbeeld geen zuurstof op Mars. Hoe moet je dat dan doen? Hier komt een mogelijk antwoord uit een onderzoek dat in China is uitgevoerd en waarin een kleine robot de hoofdrol speelt. Zijn functie: zuurstof produceren uit rotsen op Mars. Laten we eens kijken waar het allemaal om draait!
Mars bewoonbaar maken met de robot AI-Chemist
Yi Luo et al/Nature Synthesis
Het gebrek aan zuurstof dat we kunnen inademen is ongetwijfeld een van de grootste uitdagingen van een stabiele aanwezigheid op Mars. We zouden wat van de aarde kunnen meenemen, dat is waar, maar de kolonisatie van de rode planeet brengt de lokale productie van moleculaire zuurstof met zich mee. Een oplossing is een proces dat elektro-katalytische zuurstofontwikkeling wordt genoemd en waarbij water wordt afgebroken. Water dat op Mars aanwezig is, zij het in ijsvorm en wellicht ook in vloeibare vorm. Het probleem betreft dan de mogelijkheden om de katalysatoren naar de rode planeet te transporteren, en hun werking is allesbehalve voordelig.
Het recente onderzoek, uitgevoerd in samenwerking met het Deep Space Exploration Laboratory van de Nanjing Universiteit in China, past in een optimistische maar vrijwel immobiele context. Onderzoekers hebben in feite een intelligente robot ontwikkeld, genaamd AI-Chemist, die heeft aangetoond dat hij katalysatoren rechtstreeks op Mars kan synthetiseren, waardoor perspectieven worden geopend die tot op heden ondenkbaar waren. Maar hoe deed hij dat?
De sleutelrol van AI-Chemist bij de kolonisatie van Mars
Freepik / AI-Chemist Group, Unversity of Science and Technology of China
AI-Chemist is een robotchemicus die kunstmatige intelligentie en chemie samenbrengt. Met het formaat van een compact fotokopieerapparaat is AI-Chemist erin geslaagd experimenten uit te voeren waarvoor veel grotere apparatuur en laboratoria nodig zouden zijn. De verdienste ervan is dat het de samenstelling van mineralen van Mars analyseert en de optimale formule definieert om de beste katalysator te synthetiseren. Het zou dus mogelijk zijn om zelfs op Mars effectiever zuurstof te produceren door middel van elektrokatalyse.
Om deze prestatie te bereiken voert AI-Chemist 12 geautomatiseerde stappen uit waarin het het gesteente chemisch analyseert. Vervolgens voert de robotchemicus kwantum-chemische simulaties uit en genereert hij de structuren van de katalysatoren, waarbij hij hun effectiviteit evalueert. AI-Chemist leert van theoretische en experimentele gegevens, maar voorspelt bovendien ook de beste combinatie van mineralen op Mars en synthetiseert katalysatoren met optimale prestaties.
Zuurstof produceren op Mars: de toekomst van ruimteverkenning?
Freepik
De onderzoekers voerden tests uit naar de mogelijkheden van AI-Chemist met behulp van vijf monsters gesteente van Mars. En de kleine robot slaagde er met succes in om katalysatoren, vooral hydroxiden, te synthetiseren zonder enige menselijke tussenkomst. In slechts zes weken testen heeft AI-Chemist een anticiperend model gebouwd op basis van bijna 30.000 theoretische datasets en 243 experimentele datasets, waarmee op consistente en betrouwbare wijze zuurstof wordt geproduceerd. Kortom: een proces dat voor een menselijke chemicus meer dan duizend jaar werk zou vergen, duurde voor AI-Chemist anderhalve maand.
De resultaten van de robot zijn op zijn zachtst gezegd bemoedigend en maken de weg vrij voor een mooie toekomst voor ruimteverkenning en zuurstofproductie op Mars. Naast de onderzoeksresultaten zijn het protocol en het besturingssysteem van AI-Chemist generiek en aanpasbaar. Dit betekent dat ze potentieel kunnen worden gebruikt voor de synthese van chemische stoffen onder andere omstandigheden. En niet alleen op Mars.
