从古至今，人类对宇宙的探索从未停止。随着科技的发展以及对太阳系的深入了解，各国的航天科学家们已经将目标瞄向载人火星探测任务。

然而，没有人想要一个单程火星之旅，如何把人送到火星后还能安全的返回，这是一个问题。一篇发表在期刊Acta Astronautica上的论文：“Experimental study on the ignition and combustion of Mg particles enhanced by metal oxides in CO2”提出了一个特别的解决方案。理文编辑火箭和化学专家Michael Judge发现这篇文章有许多有趣的内容，让我们跟着Michael Judge一起来看看吧！ 

Michael Judge

研究领域：

分析化学   

大分子和材料化学   

有机化学 

• 具有20多年工作经验的火箭科学家和专业化学家。

• 擅长有机、分析、高分子化学以及含能材料领域。

• 曾在多家同行评议科学期刊上发表研究成果，并多次出席国际会议。

• 目前在加拿大Red River College教授有机化学、数据与仪器分析、分析仪器和实验室安全等课程。

• 在Bristol航空公司任高级研发化学工程师多年，领导新型固体火箭推进剂的研发、负责为“Black Brant”等火箭系统配制推进剂。

研究背景 

想要达成载人火星探测，需要找到一种能够在火星着陆后将飞行器推回地球的燃料。然而，由于在火星上储存燃料的设施数量有限，而且火星大气中的大部分是二氧化碳（CO2），因此包括镁/二氧化碳工艺在内的原地资源利用技术日益受到关注。

镁颗粒可以在地球上装载到航天器上，并运送到火星。虽然火星的大气层中约有95%是二氧化碳，但是镁能够在二氧化碳中很好地燃烧，因此，从火星大气中提取二氧化碳，并与从地球带来的镁结合起来，创建一个推进系统，技术上是可行的。

但是，目前的镁/二氧化碳发动机面临着点火延迟时间长、碳沉积严重、燃烧效率低等挑战。这些挑战的根源在于 Mg/CO2 燃烧反应。

研究方法和结果 

在此背景下，这篇文章的作者团队研究了在什么条件下可以提高镁在二氧化碳中的燃烧效率，以解决一些使用镁-二氧化碳推进系统的不足之处。这些不足之处包括 “点火延迟”以及不理想的燃烧效率。

研究团队将不同的金属氧化物以不同的比例添加到镁粉中，通过机械混合结合超声波制成混合物，然后进行燃烧实验。结果证实，添加特定的金属氧化物（如氧化铜和氧化铋）可以提高镁在二氧化碳中的燃烧效率。

理文编辑专家的评审意见 

Michael Judge喜欢这篇论文的一个原因是：作者团队选择了一种非常简单但有效的方法来改进燃烧。

一个容易、快速且经济的对照实验研究：

• 添加金属氧化物并进行比较

• 使用包括热重分析在内的各种技术进行验证

• 使用多种金属氧化物进行实验

另一方面，Michael Judge认为这篇文章的实验方法设计，还可以做得更好。

例如，研究氧化物水平与特定金属氧化物之间的影响或相互作用。这可能会提供更好的方法来分析数据，并找到改进镁燃烧的更优方案。

总的来说，这是篇非常有趣的论文，展示了一种探索太空的新方法。

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