Rohstoffgewinnung auf dem Mars ist wesentlich für bemannte Marsexpeditionen. Entsprechende Verfahren befinden sich größtenteils im Entwicklungsstadium, ein paar werden hier kurz angesprochen.
Sauerstoff (O2)
95 Prozent der Marsatmosphäre bestehen aus Kohlendioxid (CO2), aus dem durch elektrolytische und katalytische Verfahren Sauerstoff gewonnen werden kann.
Elektrolyse mit Zirconiumdioxid-Membranen (ZrO2):
2 CO2 → 2 CO + O2 bei Temperaturen um 900°C.
Eisen-Chrom-Katalyse: CO2 + H2 → CO + H2O.
Elektrolyse liefert aus H2O Sauerstoff.
Wasser (H2O)
Die Polarkappen des Mars enthalten Wassereis. Der Marsboden enthält geringe Anteile Wasser, die durch Mikrowellen-Heizung gewonnen werden können. Im Boden werden Permafrostschichten vermutet, und selbst die Marsatmosphäre enthät Spuren von Wasser, die zum Beispiel durch Adsorptionsverfahren herausgezogen werden können.
Wasserstoff
Wasserstoff (z. B. für die Methanproduktion oder als Energieträger) kann elektrolytisch aus Wasser abgespalten werden:
2 H2O → 2 H2 + O2.
Sauerstoff (O2) entsteht als Nebenprodukt.
Treibstoffe
Methan (CH4)
Methan kann in einem Sabatier-Reaktor gewonnen werden:
CO2 + 4 H2 → CH4 + 2H2O.
Hiebei muss Wasserstoff (H2) zugeführt werden. Das anfallende Wasser (H2O) kann anschließend elektrolytisch in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt werden. Der Wasserstoff kann in den Reaktor geleitet und der Sauerstoff flüssig gelagert werden.
Kohlenmonoxid (CO)
Neben Methan bietet sich Kohlenmonoxid als Treibstoff an. Es kann aus dem CO2 der Marsatmosphäre gewonnen werden:
2CO2 + Energie → 2CO + O2.
Das Kohlenmonoxid lässt sich mit Sauerstoff zu CO2 verbrennen:
2CO + O2 → 2CO2.
CO-Treibstoff liefert nicht so viel Energie wie herkömmlicher Raketentreibstoff, lässt sich aber prinzipiell überall auf dem Mars herstellen.
