Egy „történelmi” doboz a Marson egy fa sebességével termel oxigént

Amikor tavaly a NASA robotszondája a Marsra robbant, magával vitt egy kis aranydobozt, a MOXIE-t, hogy kísérletezzen a helyszín oxigénkészletének felhasználásával a Marson.

Azóta a MOXIE a vékony marsi levegőből állít elő oxigént.

Szerdán a Science Advancesben pedig a furcsa eszköz mögött álló csapat megerősítette, hogy a MOXIE olyan jól működik, hogy oxigéntermelése összemérhető a földi fa szerény termelési ütemével.

2021 végére kiterjedt adatok azt mutatták, hogy a MOXIE sikeresen elérte az óránkénti hat gramm oxigénkibocsátást hét különálló kísérleti ciklus során, valamint különféle időjárási körülmények között. Ide tartozik a nappal és az éjszaka, a Mars különböző évszakai és más hasonló dolgok.

„Az egyetlen dolog, amit nem mutattunk ki, az a hajnali vagy alkonyati futás, amikor a hőmérséklet drámaian megváltozik” – mondta Michael Hecht, a MOXIE küldetés vezető kutatója az MIT Haystack Obszervatóriumában. Sajtóközleményben közölte. „Tényleg a kezünkben van, ami lehetővé teszi számunkra, hogy ezt megtegyük, és miután ezt a laboratóriumban teszteljük, elérhetjük ezt az utolsó mérföldkövet, hogy megmutassuk, valóban bármikor tudunk futni.”

Mind a tudósok, mind az űrügynökségek számára különösen izgalmas, hogy a MOXIE ígérete erős, mivel az űrhajósokkal terhelt Mars-küldetések tervezett ütemezése azt mutatja, hogy hogyan lehet a jövőben biztonságban tartani a Vörös bolygó űrkutatóit.

A SpaceX vezérigazgatójának, Elon Musknak a célja például 2029, és a NASA célja, hogy embereket landoljon a Marson. Közelgő Artemis I Hold-misszió Célja, hogy előkészítse az utat a Mars-repülés előtt A huszadik század harmincas-negyvenes éveiben tervezték. „Emberi küldetés támogatásához a Marsra sok dolgot kell hoznunk a Földről, például számítógépeket, űrruhákat és élőhelyeket” – mondta Jeffrey Hoffman, a MOXIE helyettes kutatója és az MIT professzora egy sajtóközleményben. „De hülye, öreg oxigén? Ha el tudsz jutni, menj és keresd meg – jóval a meccs előtt jársz.”

A MOXIE jelenleg elég kicsi (alapvetően akkora, mint egy kenyérpirító), de ez valószínűleg jó dolog. Ez azt jelenti, hogy ha a tudósok valahogy meg tudják növelni a díszített kocka térfogatát, akkor a MOXIE óránként több mint hat gramm oxigént tud termelni.

„Rendkívül sokat tanultunk, ami a jövőbeni rendszereket nagyobb léptékben irányítja” – mondta Hecht.

A kutatók szerint egy napon talán több száz fa sebességével képes oxigént termelni, így fenntartva az űrhajósokat, amint elérik a Marsot, és üzemanyaggal látja el azokat a rakétákat, amelyeknek életelemre van szükségük ahhoz, hogy a legénységet visszahozzák a Földre.

„Azok az űrhajósok, akik egy évet töltenek a felszínen, egy tonnát használhatnak egymás között” – mondta Hecht a NASA tavalyi sajtóközleményében. De, Az űrügynökség szerintEgy jövőbeli küldetés során négy űrhajós lejuttatásához a Mars felszínéről nagyjából 15 000 font (7 tonna) rakéta-üzemanyagra és 55 000 font (25 tonna) oxigénre lenne szükség. Ennek az oxigénnek a Földről való kinyerése megfizethetetlenül drága és nem hatékony lenne.

Szóval, mondja Hoffman, miért nem állítják elő az összes oxigént magán a száraz bolygón?

Hogyan működik a MOXIE?

A Marson a MOXIE aktívan alakítja át a marsi légkörben lévő szén-dioxidot – ahol az elem 96%-át teszi ki – lélegző oxigénné.

Egy kis kémia 101 az, hogy a szén-dioxid molekulák egy szénatomból és két oxigénatomból állnak. Ezek a kis darabok alapvetően össze vannak ragasztva. De a MOXIE belsejében található eszköz, az úgynevezett szilárd oxid elektrolizátor, képes összegyűjteni a tudósokat érdeklő szén-dioxid-molekulák belsejében lévő oxigéndarabokat. Miután elkészült, az összes lebegő oxigénmolekula újra kombinálódik O2-vé, más néven két oxigénatommá, ismertebb nevén az általunk ismert és kedvelt oxigén típusává.

Tudom, hogy ez más, de még mindig azon gondolkodom, hogy a Pixar WALL-E megcsinálja. Szóval, ahogy Wal-e mondja: Ta-da!

„Ez az első bemutatója annak, hogy egy másik bolygótest felszínén lévő erőforrásokat ténylegesen felhasználják, és kémiailag átalakítják őket olyasvalamivé, ami hasznos lehet egy emberi küldetésben” – mondta Hoffman. – Ebben az értelemben történelmi.

Ez a folyamat végig szuperhő alkalmazását igényli – a hőmérséklet eléri a 800 Celsius-fok körüli 1470 Fahrenheit-fokot –, ez adja a MOXIE jellegzetes aranyszínű bevonatát.

A NASA zászlóshajója, a James Webb Űrteleszkóphoz hasonlóan a MOXIE-t is védeni kell az infravörös hőtől, mert ugyanazzal a hővel működik. Az aranyozás pontosan ezt teszi, és valójában a JWST tükrök is aranyozottak ennek okán.

Ezt követően a MOXIE csapata be kívánja mutatni, hogy a MOXIE még intenzívebb körülmények között is jól teljesít, mint például a közelgő futam során, amely „az év legmagasabb intenzitása” idején fog bekövetkezni – mondta Hecht. „Mindent olyan magasra állítunk, amennyire csak lehet, és hagyjuk, hogy működjön, ameddig csak lehet.”