Experimentul MOXIE produce cu succes oxigen pe Marte
Pe suprafața roșie și prăfuită a lui Marte, la aproape 145 de milioane de kilometri depărtare de Pământ, un instrument de mărimea unei cutii demonstrează că poate face în mod fiabil munca unui copac.
Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment, sau MOXIE, condus de MIT, produce cu succes oxigen din atmosfera bogată în dioxid de carbon a Planetei Roșii din februarie 2021, atunci când a ajuns pe suprafața marțiană ca parte a misiunii Perseverance de la NASA.
Într-un studiu publicat în revista Science Advances, cercetătorii raportează că, până la sfârșitul anului 2021, MOXIE a reușit să producă oxigen în șapte execuții experimentale, într-o varietate de condiții atmosferice, atât în timpul zilei, cât și al nopții și prin diferite anotimpuri marțiene. În fiecare experiment instrumentul și-a atins ținta de a produce șase grame de oxigen pe oră – aproximativ rata la care produce oxigen un copac de dimensiuni reduse pe Pământ.
MOXIE, un prim pas promițător
Cercetătorii preconizează că o versiune extinsă a MOXIE ar putea fi trimisă pe Marte înainte de o misiune umană, pentru a produce continuu oxigen la o rată echivalentă a sute de copaci. La această capacitate, sistemul ar trebui să genereze suficient oxigen atât pentru a susține oamenii odată ce ajung, cât și pentru a alimenta o rachetă pentru întoarcerea astronauților pe Pământ.
Producția de oxigen de către MOXIE pe Marte reprezintă, de asemenea, prima demonstrație a utilizarii resurselor ,,in situ”, care este ideea de recoltare și utilizare a materialelor unei planete (în acest caz, dioxid de carbon pe Marte) pentru a produce resurse (cum ar fi oxigenul) care ar altfel trebuie transportate de pe Pământ.
„Este un moment istoric”
„Aceasta este prima demonstrație a utilizării efective a resurselor de pe suprafața altui corp planetar și a transformării lor chimic în ceva care ar fi util pentru o misiune umană”, spune cercetătorul Jeffrey Hoffman, profesor în cadrul Departamentului de Aeronautică și Astronautică de la MIT.
Este un moment istoric”, a mai spus Hoffman, conform PHYS.
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.
Cum produce MOXIE oxigen?
În ciuda compromisurilor necesare în designul actual al MOXIE, instrumentul a arătat că poate converti în mod fiabil și eficient atmosfera lui Marte în oxigen pur. Face acest lucru prin aspirarea mai întâi a aerului marțian printr-un filtru care îl curăță de contaminanți. Aerul este apoi presurizat și trimis prin Solid OXide Electrolyzer (SOXE), un instrument dezvoltat și construit de OxEon Energy, care împarte electrochimic aerul bogat în dioxid de carbon în ioni de oxigen și monoxid de carbon.
Ionii de oxigen sunt apoi izolați și recombinați pentru a forma oxigen molecular respirabil sau O2 , pe care MOXIE îl măsoară apoi pentru cantitate și puritate înainte de a-l elibera inofensiv înapoi în aer, împreună cu monoxid de carbon și alte gaze atmosferice.
De la aterizarea roverului în februarie 2021, inginerii MOXIE au pornit instrumentul de șapte ori, de fiecare dată fiind nevoie de câteva ore pentru a se încălzi, apoi încă o oră pentru a produce oxigen înainte de a se opri din nou. Fiecare pornire a fost programată pentru o oră diferită a zilei sau a nopții și în diferite anotimpuri, pentru a vedea dacă MOXIE ar putea face față schimbărilor în condițiile atmosferice ale planetei.
„Atmosfera planetei Marte este mult mai variabilă decât a Pământului”, notează Hoffman. „Densitatea aerului poate varia pe parcursul anului, și, de asemenea, temperatura poate varia cu 100 de grade. Un obiectiv este să arătăm că poate funcționa în toate anotimpurile”.
Este doar primul pas înaintea producerii unui sistem la scară largă
Până acum, MOXIE a arătat că poate produce oxigen în aproape orice moment al zilei și în orice zi a anului marțian.
„Singurul lucru pe care nu l-am demonstrat este funcționalitatea în zori sau în amurg, când temperatura se schimbă substanțial”, spune Hecht.
De asemenea, vor monitoriza sistemul pentru semne de uzură. Întrucât MOXIE este doar un experiment dintre mai multe de la bordul roverului Perseverance, acesta nu poate rula continuu așa cum ar face un sistem la scară largă. În schimb, instrumentul trebuie să pornească și să se oprească la fiecare rulare – un stres termic care poate degrada sistemul în timp.
Dacă MOXIE poate funcționa cu succes în ciuda pornirii și opririi repetate, acest lucru ar sugera că un sistem la scară completă, conceput să funcționeze continuu, ar putea face acest lucru timp de mii de ore.
Vă recomandăm să mai citiți și:
Roverul Perseverance și-a găsit propria parașută pe Planeta Roșie. Imagini din deșertul marțian
Un nou record pentru Ingenuity! Elicopterul a efectuat al 30-lea zbor pe Marte