![\"Elektrolysetechnologie\"](\"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-content\/uploads\/2026\/07\/Mars-C-overhead-1200x600.jpg\")
<\/p>\nKann ein neuer Elektrolyseur auf dem Mars Sauerstoff und Treibstoff erzeugen? Parabelfl\u00fcge testen, ob Gasblasen bei 0,38 g die Effizienz bremsen.<\/p>\n
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Ein Experiment des Southwest Research Institute und der University of Texas at San Antonio hat eine entscheidende NASA-Pr\u00fcfung bestanden und wurde damit f\u00fcr Parabelflugversuche freigegeben. Die abgebildete Flugvorrichtung enth\u00e4lt eine neuartige Elektrolysetechnologie. Ihre Leistung und die damit verbundene Blasen-Dynamik werden unter Schwerelosigkeit getestet. <\/p>\n
Foto: Southwest Research Institute\/UT San Antonio<\/p>\n
Nur 15 bis 20 Sekunden bleiben den Forschenden pro Versuch. So lange herrscht w\u00e4hrend eines Parabelflugs ann\u00e4hernd Marsgravitation. In dieser kurzen Zeit soll sich zeigen, ob Gasblasen einen neuartigen Elektrolyseur ausbremsen \u2013 oder ob das System auf dem Mars einmal Sauerstoff und Treibstoffkomponenten produzieren k\u00f6nnte.<\/p>\n
Der Versuchsaufbau tr\u00e4gt den Namen Mars Atmospheric Reactor for Synthesis of Consumables, kurz MARS-C. Entwickelt wird er vom Southwest Research Institute (SwRI) und der University of Texas at San Antonio. Nach Angaben der beteiligten Institute hat das Experiment nun eine NASA-Pr\u00fcfung bestanden. Konstruktion, Versuchsabl\u00e4ufe und Sicherheitsvorkehrungen erf\u00fcllen demnach die Anforderungen f\u00fcr den Einsatz an Bord eines Parabelflugzeugs.<\/p>\n
Damit ist MARS-C noch nicht f\u00fcr den Mars qualifiziert. Die Freigabe erm\u00f6glicht zun\u00e4chst den entscheidenden n\u00e4chsten Versuch: den Betrieb bei einer Schwerkraft von 0,38 g.<\/p>\n
Warum Gasblasen bei 0,38 g zum Problem werden<\/p>\n
Elektrolyseure treiben mithilfe elektrischer Energie chemische Reaktionen an. Dabei entstehen an den Elektroden gasf\u00f6rmige Produkte. Auf der Erde sorgt der Auftrieb daf\u00fcr, dass sich die Gasblasen von den Oberfl\u00e4chen l\u00f6sen und nach oben steigen.<\/p>\n
Auf dem Mars wirkt die Schwerkraft jedoch nur etwa 38 % so stark wie auf der Erde. Der Auftrieb ist entsprechend geringer. Gasblasen k\u00f6nnten dadurch l\u00e4nger an den Elektroden haften bleiben. Dort verdr\u00e4ngen sie die Fl\u00fcssigkeit und verkleinern die Fl\u00e4che, an der die elektrochemischen Reaktionen stattfinden k\u00f6nnen. Auch der Transport der Ausgangsstoffe zur Elektrode kann sich ver\u00e4ndern.<\/p>\n
Wie stark dieser Effekt die Leistung beeinflusst, l\u00e4sst sich auf der Erde nur eingeschr\u00e4nkt untersuchen. Zwar k\u00f6nnen Forschende niedrige Temperaturen, Gaszusammensetzungen und Dr\u00fccke in Versuchskammern nachbilden. Eine dauerhaft verringerte Schwerkraft ist im Labor jedoch kaum zu erzeugen.<\/p>\n
\u201eUns fehlt ein Verst\u00e4ndnis daf\u00fcr, wie chemische Prozesse, bei denen Blasen entstehen, bei geringer Schwerkraft ablaufen\u201c, erkl\u00e4rte SwRI-Projektleiter Kevin Supak zu Beginn des Projekts. Die Parabelfl\u00fcge sollen diese L\u00fccke schlie\u00dfen.<\/p>\n
Aus Kohlendioxid sollen Sauerstoff und Treibstoffe entstehen<\/p>\n
MARS-C soll zwei Rohstoffquellen nutzen: Kohlendioxid und salzhaltiges Wasser. Kohlendioxid macht den gr\u00f6\u00dften Teil der Marsatmosph\u00e4re aus. Die im Experiment verwendete Fl\u00fcssigkeit ist allerdings keine echte Marssole, sondern eine im Labor hergestellte Salzl\u00f6sung, die m\u00f6gliche Bedingungen auf dem Mars nachbildet.<\/p>\n
Zwischen zwei Elektroden wird eine elektrische Spannung angelegt. An einer Elektrode soll Sauerstoff entstehen. An der anderen wird das Kohlendioxid zu kohlenstoffhaltigen Verbindungen reduziert.<\/p>\n
Welche Stoffe gebildet werden, h\u00e4ngt unter anderem vom Katalysator, vom Elektrolyten und von der angelegten Spannung ab. Eine 2024 ver\u00f6ffentlichte Modellstudie des Teams betrachtete mehrere m\u00f6gliche Produkte:<\/p>\n
Sauerstoff als Atemgas und Oxidationsmittel f\u00fcr Raketenantriebe,
\nMethan als m\u00f6glicher Raketentreibstoff,
\nMethanol und Ethanol als Brennstoffe oder chemische Ausgangsstoffe,
\nEthylen, Kohlenmonoxid und Formaldehyd f\u00fcr weitere chemische Prozesse.<\/p>\n
Die Berechnungen deuten darauf hin, dass sich solche Stoffe auch bei niedrigen mars\u00e4hnlichen Temperaturen erzeugen lassen k\u00f6nnten. Experimentell best\u00e4tigt sind die berechneten Produktionsraten bislang jedoch nicht.<\/p>\n
F\u00fcr eine Marsmission w\u00e4re insbesondere Methan interessant. Es l\u00e4sst sich als Raketentreibstoff verwenden. Sauerstoff k\u00f6nnte den Astronauten als Atemgas dienen und zugleich als Oxidationsmittel f\u00fcr einen Raketenantrieb eingesetzt werden.<\/p>\n
Sechs Elektrolysezellen fliegen mit<\/p>\n
F\u00fcr den Flugversuch hat das Team einen etwa 0,9 m breiten und 2,1 m langen Versuchsstand gebaut. Darin befinden sich sechs elektrochemische Zellen. Jede Zelle ist in einem eigenen Beh\u00e4lter untergebracht.<\/p>\n
In diesen Kammern lassen sich unter anderem die Feuchtigkeit und die Temperatur kontrollieren. Thermoelektrische K\u00fchlsysteme sollen die Zellen auf niedrige Temperaturen bringen. Im Mittelpunkt des Versuchs steht jedoch nicht die vollst\u00e4ndige Nachbildung aller Marsbedingungen, sondern der Einfluss der verringerten Schwerkraft.<\/p>\n
W\u00e4hrend der Parabeln bleiben die Zellen eingeschaltet. Die Forschenden wollen dabei drei Effekte untersuchen:<\/p>\n
Kameras zeichnen auf, wie sich Gasblasen an den Elektroden bilden, wachsen und abl\u00f6sen.
\nSensoren messen die elektrischen Str\u00f6me in den einzelnen Zellen.
\nNach der Landung werden Proben auf Art und Menge der entstandenen Produkte untersucht.<\/p>\n
So l\u00e4sst sich vergleichen, wie sich die Elektrolyse bei Erd-, Mond- und Marsgravitation sowie bei ann\u00e4hernder Schwerelosigkeit ver\u00e4ndert.<\/p>\n
Entscheidend ist dabei nicht allein die Gesamtmenge. Auch die Zusammensetzung der Produkte spielt eine Rolle. Ein technisch nutzbarer Reaktor m\u00fcsste m\u00f6glichst gezielt den gew\u00fcnschten Stoff herstellen. Entsteht stattdessen ein Gemisch zahlreicher Verbindungen, m\u00fcssten diese anschlie\u00dfend mit zus\u00e4tzlichem Aufwand getrennt werden.<\/p>\n
Marsgravitation f\u00fcr wenige Sekunden<\/p>\n
Bei einem Parabelflug steigt das Flugzeug zun\u00e4chst steil auf. Anschlie\u00dfend folgt es einer bogenf\u00f6rmigen Flugbahn. W\u00e4hrend dieser Phase befinden sich Flugzeug und Versuchsaufbau f\u00fcr kurze Zeit ann\u00e4hernd im freien Fall.<\/p>\n
Durch unterschiedliche Flugprofile lassen sich die Schwerkraft des Mondes, die des Mars oder nahezu Schwerelosigkeit simulieren. Eine einzelne Phase mit verringerter Schwerkraft dauert rund 20 Sekunden. \u00dcblicherweise fliegt das Flugzeug w\u00e4hrend einer Versuchskampagne mehrere Parabeln hintereinander.<\/p>\n
F\u00fcr einen Langzeittest reicht das nicht. Die wiederholten kurzen Phasen erm\u00f6glichen es aber, Ver\u00e4nderungen der Blasenbewegung unmittelbar zu beobachten und die Messungen unter verschiedenen Schwerkraftbedingungen zu vergleichen.<\/p>\n
SwRI hat bei fr\u00fcheren Parabelfl\u00fcgen bereits untersucht, wie sich Blasen in kochenden Fl\u00fcssigkeiten bei verringerter Schwerkraft verhalten. Dabei zeigte sich, dass die Schwerkraft die Bewegung und Abl\u00f6sung der Blasen beeinflusst \u2013 und damit auch die Gasproduktion ver\u00e4ndern kann. Diese Erfahrungen flie\u00dfen nun in den Aufbau von MARS-C ein.<\/p>\n
Was MARS-C von MOXIE unterscheidet<\/p>\n
Sauerstoff aus Marsrohstoffen herzustellen, ist keine v\u00f6llig neue Idee. Das NASA-Experiment MOXIE hat bereits direkt auf dem Mars gezeigt, dass sich Sauerstoff aus dem Kohlendioxid der Atmosph\u00e4re gewinnen l\u00e4sst.<\/p>\n
MOXIE arbeitete an Bord des Rovers Perseverance und nutzte eine Hochtemperatur-Elektrolyse. W\u00e4hrend 16 Versuchsl\u00e4ufen erzeugte das Ger\u00e4t insgesamt 122 g Sauerstoff. Die h\u00f6chste Produktionsrate lag bei 12 g\/h, die Reinheit bei mindestens 98 %.<\/p>\n
MARS-C und MOXIE im Vergleich<\/p>\n
MARS-C und MOXIE sollen Ressourcen nutzen, die auf dem Mars verf\u00fcgbar sind. Technisch verfolgen die Systeme jedoch unterschiedliche Ans\u00e4tze.<\/p>\n
MARS-C: Elektrochemischer Reaktor, der Kohlendioxid und eine simulierte Marssole in Sauerstoff sowie kohlenstoffhaltige Produkte wie Ethanol oder Methan umwandeln soll.
\nTestumgebung: Derzeit Labor- und Parabelflugversuche. Untersucht wird insbesondere der Betrieb bei einer Marsgravitation von rund 0,38 g.
\nZiel: Herstellung von Sauerstoff, Treibstoffen und chemischen Ausgangsstoffen f\u00fcr l\u00e4ngerfristige Marsmissionen.
\nMOXIE: Experiment an Bord des NASA-Rovers Perseverance, das Kohlendioxid aus der Marsatmosph\u00e4re bei hohen Temperaturen in Sauerstoff umwandelte.
\nEinsatzort: MOXIE arbeitete zwischen 2021 und 2023 direkt auf dem Mars und absolvierte insgesamt 16 Versuche.
\nUnterschied: MOXIE produzierte ausschlie\u00dflich Sauerstoff. MARS-C soll zus\u00e4tzlich energiereiche und chemisch nutzbare Kohlenstoffverbindungen erzeugen.<\/p>\n
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MARS-C verfolgt einen anderen Ansatz. Der Elektrolyseur soll bei wesentlich niedrigeren Temperaturen arbeiten und neben Sauerstoff auch kohlenstoffhaltige Verbindungen produzieren. Daf\u00fcr ben\u00f6tigt er zus\u00e4tzlich zum Kohlendioxid eine w\u00e4ssrige Salzl\u00f6sung.<\/p>\n
MOXIE konnte seinen einzigen Ausgangsstoff direkt aus der Marsatmosph\u00e4re ansaugen. Bei MARS-C w\u00e4re die Rohstoffversorgung aufwendiger. Wasser m\u00fcsste zun\u00e4chst aus Eis oder dem Untergrund gewonnen, aufbereitet und trotz der niedrigen Temperaturen fl\u00fcssig gehalten werden. Die Modellstudie setzt deshalb voraus, dass sp\u00e4tere Missionen eine verl\u00e4ssliche Quelle f\u00fcr salzhaltiges Wasser erschlie\u00dfen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Noch weit von einer Treibstofffabrik entfernt<\/p>\n
Ein erfolgreicher Parabelflug w\u00fcrde zun\u00e4chst zeigen, wie der Elektrolyseur kurzfristig auf Marsgravitation reagiert. F\u00fcr einen dauerhaften Einsatz bleiben jedoch zentrale Fragen offen:<\/p>\n
Woher kommt das ben\u00f6tigte Wasser?
\nWie zuverl\u00e4ssig arbeitet das System \u00fcber Monate oder Jahre?
\nWie lassen sich die entstandenen Stoffe trennen und speichern?
\nWie hoch sind Energiebedarf, Masse und Wartungsaufwand?
\nL\u00e4sst sich die Produktion von kleinen Proben auf mehrere Tonnen Treibstoff skalieren?<\/p>\n
Der Flugaufbau ist deshalb noch weit von einer marsianischen Treibstofffabrik entfernt. Er soll zun\u00e4chst eine grundlegende physikalische Frage beantworten: L\u00f6sen sich die Gasblasen bei 0,38 g ausreichend schnell von den Elektroden, oder blockieren sie einen Teil der reaktiven Oberfl\u00e4che?<\/p>\n
Bleiben die Blasen haften, k\u00f6nnte die Leistung deutlich sinken. Funktioniert die Abl\u00f6sung, w\u00e4re zumindest eine wichtige H\u00fcrde auf dem Weg zu einem Elektrolyseur f\u00fcr den Mars genommen.<\/p>\n
Quellen<\/p>\n
NASA: Space Technology Payload Challenge \u2013 MARS-C<\/a>
Offizielle NASA-Projektseite zum TechLeap-Wettbewerb. Beschreibt MARS-C als elektrochemisches ISRU-System zur Herstellung von Sauerstoff, Wasserstoff sowie C1- und C2-Verbindungen aus Kohlendioxid und mineralhaltigem Wasser. Die Flugtests werden f\u00fcr den Sommer 2026 angek\u00fcndigt.
\nSouthwest Research Institute: MARS-C soll bei geringer Schwerkraft getestet werden<\/a>
Offizielle Projektmitteilung vom 17. September 2025. Belegt das Funktionsprinzip, die sechs geplanten Einflussgr\u00f6\u00dfen rund um Elektroden und Blasenbildung, die Tests bei reduzierter Schwerkraft sowie die zus\u00e4tzliche F\u00f6rderung durch das Connect-Programm.
\nSouthwest Research Institute: NASA w\u00e4hlt MARS-C f\u00fcr Parabelflugtests aus<\/a>
Offizielle Mitteilung vom 1. Juli 2025 zur Auswahl f\u00fcr den NASA TechLeap Prize. Enth\u00e4lt Angaben zum Preisgeld von bis zu 500.000 US-$, zum patentangemeldeten Elektrolyseur, zur simulierten Marssole und zum geplanten Flugtest.
\nChemical Engineering Journal: On the viability of electrochemical carbon dioxide in-situ resource utilization to produce chemical feedstocks on Mars<\/a>
Wissenschaftliche Grundlage des Verfahrens von Mohamed Shahid, Bradley Chambers und Shrihari Sankarasubramanian. Die 2024 ver\u00f6ffentlichte Modellstudie untersucht die theoretische Herstellung von Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Formaldehyd, Methanol, Methan, Ethylen und Ethanol bei niedrigen Mars-Temperaturen. Wichtig: Die Arbeit liefert Modellrechnungen, keinen Nachweis eines einsatzf\u00e4higen Marsreaktors.
\nNASA: So funktionieren Parabelfl\u00fcge<\/a>
Erl\u00e4utert die Flugman\u00f6ver und die Dauer der Versuchsphasen. Eine Phase mit reduzierter Schwerkraft dauert etwa 20 Sekunden; eine typische Kampagne umfasst 15 bis 30 Parabeln.
\nNASA\/JPL: MOXIE beendet Sauerstoffproduktion auf dem Mars<\/a>
Offizielle Abschlussbilanz des MOXIE-Experiments. Bei 16 L\u00e4ufen entstanden insgesamt 122 g Sauerstoff. Die maximale Rate betrug 12 g\/h bei einer Reinheit von mindestens 98 %. Die Quelle eignet sich f\u00fcr die Abgrenzung zwischen MOXIE und MARS-C.
\nNASA\/JPL: Mars auf einen Blick<\/a>
Offizielle Hintergrundquelle f\u00fcr die Marsgravitation. Sie betr\u00e4gt etwa 38 % der Schwerkraft auf der Erde.
\nSouthwest Research Institute: Blasenbildung bei reduzierter Schwerkraft<\/a>
Beschreibt die fr\u00fcheren SwRI-Parabelfl\u00fcge, auf denen das MARS-C-Projekt aufbaut. Untersucht wurden Entstehung, Gr\u00f6\u00dfe und Abl\u00f6sung von Blasen auf unterschiedlich behandelten Oberfl\u00e4chen bei Mond- und Marsgravitation.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Kann ein neuer Elektrolyseur auf dem Mars Sauerstoff und Treibstoff erzeugen? Parabelfl\u00fcge testen, ob Gasblasen bei 0,38 g…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":287125,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_share_on_mastodon":"0"},"categories":[16],"tags":[46,42,38559,44,97,96,101,98,100,99],"class_list":["post-287124","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","category-wissenschaft-technik","tag-at","tag-austria","tag-elektrolyse","tag-oesterreich","tag-science","tag-science-technology","tag-technik","tag-technology","tag-wissenschaft","tag-wissenschaft-technik"],"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@at\/116959193924106350","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/287124","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=287124"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/287124\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/media\/287125"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=287124"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=287124"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=287124"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}