Ein "kleiner Chemiker"-Roboter hat herausgefunden, wie man Sauerstoff aus Marsgestein herstellen kann
Die Besiedlung des Mars ist ein Traum, der von vielen Menschen geteilt wird, von Raumfahrtagenturen bis hin zu einfachen Menschen. Doch die Träume kollidieren oft mit der Realität: Auf dem Mars gibt es zum Beispiel keinen Sauerstoff. Wie dann? Eine mögliche Antwort liefert eine in China durchgeführte Studie, die einen kleinen Roboter zeigt. Seine Aufgabe: Sauerstoff aus dem Gestein des Mars zu gewinnen. Schauen wir mal, was es damit auf sich hat!
Mit dem KI-Chemiker-Roboter den Mars bewohnbar machen
Yi Luo et al/Nature Synthesis
Der Mangel an Sauerstoff, den wir atmen können, ist zweifellos eine der größten Herausforderungen für eine stabile Präsenz auf dem Mars. Wir könnten zwar etwas von der Erde mitbringen, aber die Besiedlung des roten Planeten erfordert die Produktion von molekularem Sauerstoff vor Ort. Eine Lösung liegt in einem Prozess namens elektrokatalytische Sauerstoffentwicklung, der die Zersetzung von Wasser beinhaltet. Wasser, das auf dem Mars vorhanden ist, wenn auch in Form von Eis und möglicherweise in flüssiger Form. Das Problem besteht darin, die Katalysatoren auf den roten Planeten zu transportieren und ihre Funktionsweise zu erforschen, was alles andere als billig ist.
In einem optimistischen, aber im Wesentlichen unbeweglichen Kontext steht die jüngste Studie, die in Zusammenarbeit mit dem Deep Space Exploration Laboratory der Universität Nanjing, China, durchgeführt wurde. Die Forscher haben einen intelligenten Roboter namens AI-Chemist entwickelt, der nachweislich in der Lage ist, Katalysatoren direkt auf dem Mars zu synthetisieren, was bisher undenkbare Perspektiven eröffnet. Aber wie hat er das gemacht?
Die Schlüsselrolle des AI-Chemist bei der Besiedlung des Mars
Freepik / AI-Chemist Group, Unversity of Science and Technology of China
AI-Chemist ist dem Namen nach ein Chemieroboter, der künstliche Intelligenz und Chemie miteinander verbindet. Mit der Größe eines kompakten Fotokopierers ist AI-Chemist in der Lage, Experimente durchzuführen, für die eigentlich viel größere Geräte und Labors erforderlich wären. Sein Verdienst ist es, die Zusammensetzung von Marsmineralien zu analysieren und die optimale Formel für die Synthese des besten Katalysators zu definieren. Damit wäre es möglich, auf dem Mars Sauerstoff durch Elektrokatalyse effizienter zu produzieren.
Um dieses Ziel zu erreichen, führt AI-Chemist 12 automatisierte Schritte durch, in denen er die Gesteinsprobe chemisch analysiert. Anschließend führt der Chemieroboter quantenchemische Simulationen durch, erzeugt Katalysatorstrukturen und bewertet deren Wirksamkeit. AI-Chemist lernt aus theoretischen und experimentellen Daten, sagt aber auch die beste Kombination von Marsmineralien voraus und synthetisiert Katalysatoren mit optimaler Leistung.
Sauerstoffproduktion auf dem Mars: die Zukunft der Weltraumforschung?
Freepik
Die Forscher haben die Fähigkeiten von AI-Chemist anhand von fünf Gesteinsproben vom Mars getestet. Dabei gelang es dem kleinen Roboter, ohne menschliches Zutun Katalysatoren, vor allem Hydroxide, zu synthetisieren. In nur sechs Wochen Testzeit erstellte AI-Chemist ein Vorhersagemodell auf der Grundlage von fast 30.000 theoretischen und 243 experimentellen Datensätzen und produzierte konsistent und zuverlässig Sauerstoff. Kurz gesagt: Für einen Prozess, für den ein menschlicher Chemiker über tausend Jahre bräuchte, benötigte AI-Chemist nur eineinhalb Monate.
Die Ergebnisse des Roboters sind, gelinde gesagt, ermutigend und ebnen den Weg für eine vielversprechende Zukunft der Weltraumforschung und der Sauerstoffproduktion auf dem Mars. Zusätzlich zu den Forschungsergebnissen sind das Protokoll und das Betriebssystem von AI-Chemist generisch und anpassungsfähig. Das bedeutet, dass sie potenziell auch für die Synthese von Chemikalien unter anderen Bedingungen eingesetzt werden könnten. Und zwar nicht nur auf dem Mars.
