Как я уже говорил, самый распространенный промышленный металл на Марсе – железо. Первостепенно используемая коммерческая железная руда на Земле – это гематит (Fe2O3). Этот материал так часто встречается на Марсе, что дал Красной планете свой цвет и, соответственно, имя. Земляне знают, как превратить гематит в чистое железо, еще со времен Троянской войны. Есть, по крайней мере, два отличных способа сделать то же самое на Марсе. В первом, о котором я упоминал ранее, отработанный реактором оксид углерода вырывает кислород из гематита, благодаря чему получаются металлическое железо и углекислый газ. Во втором подходе для реакции с гематитом используется водород, в результате чего получается железо и вода.
Обе эти реакции энергетически почти нейтральны, то есть после начального нагрева реактора для поддержания процесса электричество не требуется. Если вы выберете способ с водородом, то в слив нужно добавить конденсатор, чтобы собрать воду. Таким образом, для создания необходимого для реакции водорода можно проводить электролиз одной и той же воды снова и снова, а единственным расходуемым материалом будет гематит. На Марсе широко встречаются уголь, марганец, фосфор и кремний – четыре основных легирующих компонента стали. Так же, как и специальные компоненты – хром, никель и ванадий. Поэтому после получения железа можно легко сплавить его с соответствующим количеством этих элементов и получить практически любой вид углеродистой или нержавеющей стали.
Угарный газ, как я его люблю! Земные бюрократы в Правлении Марса возражают против него из-за его ядовитости, но, согласно их утверждению, ядовито все. А суть дела в том, что отходы работы реактора конверсии в виде угарного газа позволяют вам выполнять различные виды металлического литья при низкой температуре, что на Земле в принципе невозможно. Например, можно взять угарный газ и соединить его с железом при температуре 110 °С и получить текучий при комнатной температуре карбонил железа Fe(CO)5. Далее берем его, заливаем в форму и нагреваем до 200 °С, что приведет к его разложению. После этого в форме останется очень крепкое чистое железо, а угарный газ снова высвободится для дальнейшего использования. Еще железо можно сложить слоями, разлагая карбониловый пар. Это позволит создавать полые фигуры любой сложной формы.
Можно синтезировать похожие карбонилы, соединяя угарный газ с никелем, хромом, осмием, иридием, рутением, рением, кобальтом или вольфрамом. Поскольку каждый из них разлагается при несильно различающихся условиях, можно взять смесь металкарбонилов и легко разделить ее на составные части последовательным разложением – по одному металлу за раз.
На Земле есть законы, делающие такой вид продвинутой металлургии почти невозможным на практике, ибо угарный газ и металлические карбонилы вроде бы ядовиты. Но кому какое дело? Просто не вдыхайте эти вещества.
Алюминий
На Земле вторым по популярности металлом после стали является алюминий. На Марсе он встречается довольно часто, составляя примерно 4 % поверхности планеты по весу. К сожалению, как и на Земле, алюминий обычно встречается в виде жесткой окиси или, как его еще называют, глинозема (Al2O3). Чтобы вычленить алюминий из оксида на Земле его растворяют в жидком криолите (фтористый алюминий) при температуре 1000 °С и затем электролизируют с помощью угольных электродов: по ходу процесса они истрачиваются и оставляют криолит неповрежденным. То же самое можно провернуть и здесь, сделав угольные электроды с помощью пиролизации метана из реактора Сабатье.
Тем не менее, помимо сложности такого процесса, главная его проблема состоит в том, что это черная дыра для энергии (метод эндотермичен, говоря научным языком). Чтобы получить всего один килограмм алюминия, требуется порядка 20 киловаттчасов электричества. Поэтому на Земле алюминиевые заводы располагаются там, где энергия дешевая – например, на Тихоокеанском северо-западе. На Марсе нет дешевой энергии. При затратах 20 кВт‑час на 1 кг 100‑киловаттный ядерный реактор может произвести всего 123 кг алюминия в сутки.
Эффективный метод добычи алюминия. Рисунок Майкла Кэрролла
Вот я и говорю: зачем мучиться? Сталь – прекрасный материал для постройки крепких сооружений и, благодаря низкой марсианской гравитации, весит почти столько же, сколько алюминий на Земле. Да, в особых случаях желательно использовать алюминий – например, в электропроводке или как компонент системы корабля, когда необходимы, в первую очередь, его электрическая проводимость или легкий вес. Но для таких ситуаций я рекомендую покупать его в портовых синдикатах, предлагающих широкий ассортимент прекрасных сложных алюминиевых сплавов, использующихся в лишних запчастях покинутых на ночь правительственных средств передвижения.