NASA zakończyła produkcję tlenu na Marsie. Sukces eksperymentalnego urządzenia

Urządzenie o nazwie MOXIE, które pojawiło się na Marsie wraz z łazikiem Perseverance, wygenerowało wystarczającą ilość tlenu, aby astronauta mógł przeżyć ponad trzy godziny. Instrument okazał się znacznie skuteczniejszy, niż oczekiwali jego twórcy i w przyszłości jego większa wersja może zapewnić ewentualnej misji załogowej tlen do oddychania, ale też do produkcji paliwa rakietowego.

Instrument MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) został uruchomiony na Czerwonej Planecie 16 razy. Ostatni raz 7 sierpnia, kończąc tym samy serię eksperymentów. W tym czasie wytworzył łącznie 122 gramy tlenu. W komunikacie prasowym NASA wyjaśniła, że ludzie potrzebują około 840 gramów tlenu dziennie, aby przeżyć, co oznacza, że tlen wygenerowany przez MOXIE wystarczyłby astronautom na około trzy i pół godziny.

- Imponujące wyniki MOXIE pokazują, że możliwe jest wydobycie tlenu z atmosfery Marsa. Tlenu, który mógłby zapewnić przyszłym astronautom powietrza do oddychania lub paliwo rakietowe – powiedziała zastępca administratora NASA Pam Melroy. - Rozwój technologii, które pozwolą nam wykorzystywać zasoby Księżyca i Marsa, ma kluczowe znaczenie dla budowania długoterminowej obecności na Księżycu, tworzenia solidnej gospodarki księżycowej i umożliwienia nam wsparcia początkowej kampanii eksploracji Marsa przez ludzi – dodała.

Pracując z najwyższą wydajnością MOXIE był w stanie wyprodukować 12 gramów tlenu na godzinę – to dwa razy więcej niż pierwotne cele NASA dotyczące instrumentu. Do tego, wytwarzany tlen miał czystość 98 procent lub wyższą. Podczas 16., ostatnie próby, przyrząd wytworzył 9,8 grama tlenu. MOXIE pomyślnie spełnił wszystkie oczekiwania, działając w różnych warunkach przez cały marsjański rok.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

- Jesteśmy dumni, że wspieramy przełomową technologię, taką jak MOXIE, która może przekształcić lokalne zasoby w przydatne produkty dla przyszłych misji eksploracyjnych – zaznaczyła Trudy Kortes z NASA.

Jak działa MOXIE? Atmosfera Marsa składa się blisko w 96 proc. z dwutlenku węgla. Pozostałe 4 proc. to głównie azot i argon. Tlen stanowi jedynie 0,13 proc. składu marsjańskiej atmosfery. MOXIE wytwarza tlen poprzez oddzielanie atomów tlenu od cząsteczek dwutlenku węgla, które składają się z jednego atomu węgla i dwóch atomów tlenu.

MOXIE zasysa marsjańskie powietrze i przepuszcza je przez filtry, co ma na celu usunięcie zanieczyszczeń. Potem powietrze trafia do urządzenia SOXE, które w procesach elektrochemicznych rozdziela powietrze na jony tlenu oraz tlenek węgla. Następnie jony tlenu są izolowone i rekombinowane w celu wytworzenia tlenu cząsteczkowego. Ostatecznie tlen trafia do atmosfery Marsa. Wpływ MOXIE na atmosferę Czerwonej Planety jest niezauważalny. MOXIE w swojej obecnej formie wytwarza tlen odpowiadający średniej wielkości drzewu.

Projekt MOXIE był pierwszą w historii demonstracją technologii, dzięki której ludzie mogliby przetrwać na Czerwonej Planecie i ją opuścić. System wytwarzania tlenu mógłby pomóc w przyszłych misjach na różne sposoby, ale najważniejszy z nich to źródło paliwa rakietowego, które byłoby potrzebne w ilościach przemysłowych do wystrzeliwania rakiet z astronautami w drogę powrotną do domu. Dlatego zamiast zabierać ze sobą na Marsa duże ilości tlenu, przyszli astronauci mogliby żyć poza Ziemią, wykorzystując do przetrwania materiały znalezione na miejscu, właśnie dzięki urządzeniu typu MOXIE.

- MOXIE niewątpliwie posłużył jako inspiracja dla społeczności badającej możliwość wykorzystania zasobów in-situ na innych ciałach niebieskich – powiedział Michael Hecht z Massachusetts Institute of Technology, gdzie zaprojektowano i skonstruowano instrument.

Hecht i jego zespół dzięki eksperymentom na Marsie nauczyli się wiele o tym, jak zaprojektować bardziej wydajną wersję urządzenia. Jednak badacze myślą teraz nie o zbudowaniu wydajniejszego sprzętu, ale o stworzeniu całego systemu, który obejmowałby generator tlenu, taki jak MOXIE, oraz sposób na jego upłynnienie i magazynowanie.

Sukces MOXIE ma ogromne znaczenie dla potencjalnych misji załogowych na Marsa, ponieważ demonstruje zdolność do generowania niezbędnego tlenu dla astronautów. Ewentualna przyszła misja mogłaby być wyposażona w znacznie większe urządzenie, działające nieprzerwanie, a nie tylko przez kilka godzin na jakiś czas, gdy Perseverance nie jest zajęty innymi zadaniami. Wspomniany przez Hechta pełny system mógłby magazynować dziesiątki ton tlenu potrzebnego do wytworzenia powietrza nadającego się do oddychania dla astronautów, a także do wyprodukowania paliwa umożliwiającego powrót do domu.

Źródło: NASA