NASA produce cu succes oxigen pe Marte și, în cele din urmă, va susține explorarea umană

Requesters: David Gruel Photographer: R. Lannom Date: 20-MAR-19 Photolab order: 070915-171696

Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) poate produce acum oxigen în mod fiabil pe Marte, conform ultimelor rezultate ale experimentului NASA.

Astfel, MOXIE, conceput și realizat de cercetătorii din cadrul Institutului de Tehnologie din Massachusetts, un experiment în interiorul roverului Mars 2020 Perseverance al NASA, a produs cu succes oxigen din dioxidul de carbon care cuprinde 95% din atmosfera marțiană.

Potrivit Sistemului de Date Planetare al NASA (Planetary Data System- PDS), citat de Science Advances, experimentul a reușit să producă 6 grame de oxigen în fiecare oră, ceea ce este în jurul valorii de oxigen produs de un copac mic de pe Pământ.

Anterior, MOXIE fusese testat cu succes de șapte ori în diferite setări, noapte și zi și în două sezoane de pe planeta roșie (între februarie 2021 și finalul aceluiași an).

„Aceasta este prima demonstrație a utilizării efective a resurselor de pe suprafața altui corp planetar și a transformării chimice a acestora în ceva care ar fi foarte util pentru o misiune umană”, a declarat Jeffrey Hoffman, cercetător principal adjunct al MOXIE, de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts.

Conform Science Advances, MOXIE este unul dintre mai multe instrumente pe Perseverance, prin urmare nu poate funcționa la infinit ca o versiune la scară largă. MOXIE preia atmosfera marțiană printr-un filtru HEPA de captare a prafului, comprimă atmosfera printr-o pompă cu spirală, o încălzește la 800°C și o trimite printr-un ansamblu de electroliză cu oxid solid (SOXE), în care CO2 curge peste un catalizat pe bază de nichel – catod și se descompune în ioni de oxigen și CO. Electrolitul ceramic din zirconiu stabilizat cu scandia trece selectiv ionii de oxigen către anod, unde ionii se recombină în O2, care este măsurat pentru cantitate și puritate înainte de a fi eliberat în atmosfera lui Marte. Evacuarea catodului este un amestec de CO2, CO și gaze atmosferice inerte, în principal argon și azot.

MOXIE are nevoie de mai multe ore pentru a se încălzi înainte de a începe lucrul, iar fiecare proces de purificare și comprimare, ulterior de separare în monoxid de carbon și oxigen durează o oră.

„Atmosfera lui Marte este mult mai variabilă decât atmosfera Pământului. Densitatea aerului poate varia cu un factor de doi pe parcursul anului, iar temperatura poate varia cu 100 de grade. Un obiectiv este să arătăm că experimentul MOXIE poate fi realizat în toate anotimpurile”- aprecizat Hoffman.

S-a demonstrat că MOXIE creează oxigen în condiții neprielnice, în lunile de toamnă și iarnă și la diferite ore din zi și din noapte. NASA plănuiește să testeze MOXIE în primăvară, când vremea se schimbă rapid. Conform planului, cercetătorii doresc să „împingă” dispozitivul pentru a lucra cu o densitate mai mare a aerului, pentru a descoperi cât de mult oxigen poate produce.

„Singurul lucru pe care nu l-am demonstrat este să rulăm MOXIE în zori sau în amurg, când temperatura se schimbă substanțial”, a adăugat Michael Hecht, investigatorul principal al misiunii MOXIE de la Observatorul Haystack al MIT.

Scopul final al experimentului este de a genera suficient oxigen nu numai pentru a susține mai mulți astronauți pe Marte, dar și pentru a furniza combustibil pentru vehiculul de urcare pe Marte, care va transporta astronauții înapoi pe orbită și în cele din urmă pe Pământ.

Conform cercetătorilor din Massachusetts care au conceput MOXIE, o versiune extinsă a experimentului ar furniza suficient oxigen pentru un echipaj de șase persoane care sosește 26 de luni mai târziu, producând aproximativ 2 (până la maxim 3) kilograme la fiecare oră. O situație extrem de plauzibilă care susține viabilitatea acestei strategii, apreciază cercetătorii.

„Pentru a sprijini o misiune umană pe Marte, trebuie să aducem o mulțime de lucruri de pe Pământ, cum ar fi computere, costume spațiale și habitate”, a mai spus Hoffman. „Dar ”batrânul” oxigen? Dacă reușiți să-l produceti acolo, sunteți cu mult înaintea jocului.”

MOXIE este primul pas care poate duce la un sistem de sute de ori mai puternic, pentru a sprijini explorarea umană. Ultimele rezultate demonstrează că MOXIE este pe drumul spre îndeplinirea principalului său obiectiv – producția de oxigen în timpul zilei și pe timp de noapte în toate anotimpurile de pe Marte, fără nici o diferență detectabilă în performanță, dincolo de cea așteptată de la schimbarea densității atmosferice.

Producția de oxigen de către MOXIE pe Marte reprezintă, de asemenea, prima demonstrație a „utilizarii resurselor on site”, care este ideea de recoltare și utilizare a materialelor unei planete (în acest caz, dioxid de carbon de pe Marte) pentru a produce resurse (cum ar fi oxigenul), care altfel ar trebui transportate de pe Pământ.

Caracterizând succesul utilizrării efective a resurselor de pe suprafața unui alt corp planetar și a transformării chimice în ceva util oamenilor”, Jeffrey Hoffman a concis: „Este ceva istoric, în acest sens.”

Versiunea actuală a MOXIE este mică prin design, pentru a se potrivi la bordul roverului Perseverance și este construită pentru a rula pe perioade scurte, pornind și oprindu-se la fiecare rulare, în funcție de programul de explorare al roverului și de responsabilitățile misiunii. În schimb, o fabrică de oxigen la scară largă ar include unități mai mari care, în mod ideal, ar funcționa continuu, au subliniat Jeffrey Hoffman și Michael Hecht.

 

 

Sursă foto – Massachusetts Institute of Technology