Po raz pierwszy w historii wyprodukowaliśmy tlen na Marsie

Znaczenie tego eksperymentu jest niebagatelne. Jeśli kiedykolwiek wylądujemy na Marsie, będziemy potrzebowali tlenu, sporo tlenu. Element łazika Perseverance pozwolił nam wytworzyć tlen po raz pierwszy.

MOXIE to niewielkie urządzenie wielkości akumulatora, które znajduje się na pokładzie łazika Perseverence. Jego nazwa nawiązuje do angielskich słów i wyrażeń (Mars, oxygen, in situ, experiment - czyli Mars, tlen, na miejscu, eksperyment).

Celem MOXIE było sprawdzenie, czy można z marsjańskiej atmosfery, która składa się głównie z dwutlenku węgla (CO2) wyprodukować tlen. Eksperyment przeprowadzono 20 kwietnia, w 60 sol (marsjański dzień) od przylotu Perseverance 18 lutego.

To krytyczny, ważny przyszły krok do przekształcania dwutlenku węgla na Marsie w tlen

Choć to dopiero eksperyment, to jego konsekwencje mogą dać efekty podobne do tych, które znamy z science-fiction. W perspektywie jest bowiem załogowy lot na Marsa, wytwarzanie na miejscu paliwa do rakiet (ciekły tlen jest składnikiem paliwa rakietowego), czy terraformowania Czerwonej Planety (czyli przekształcenia jej w miejsce podobne do Ziemi, co jednak jest bardziej fiction niż science - przynajmniej na razie).

Dlaczego potrzebujemy tlenu na Marsie?

"To krytyczny, ważny przyszły krok do przekształcania dwutlenku węgla na Marsie w tlen" - powiedział Jim Reuter, zastępca administratora NASA’s Space Technology Mission Directorate. "MOXIE ma jeszcze wiele do zrobienia, ale wyniki tego eksperymentu są bardzo obiecujące. Znacząco zbliżyliśmy się tym samym do celu, który pozwaliśmy sobie już dawno - załogowego lotu na Marsa. Tlen to nie tylko składnik, którym oddychamy, ale produkt potrzebny do stworzenia paliwa rakietowego, bez którego przyszli eksploratorzy Marsa nie będą mogli wrócić do domu" - dodał przedstawiciel NASA.

Takiego samego zdania jest Michael Hecht, naukowiec z Haystack Observatory w Massachusetts Institute of Technology.

Po dwóch godzinach przygotować MOXIE zaczął produkować tlen z prędkością 6 gramów na godzinę / fot. NASA

Żeby wrócić z Marsa na Ziemię potrzeba około 7 ton paliwa rakietowego i 25 ton ciekłego tlenu w roli utleniacza. Tlenu potrzebują także astronauci żyjący i pracujący na powierzchni planety, choć w zupełnie innej ilości.

"Ludzie, którzy spędzą rok na Marsie zużyją około jednej tony tlenu" - powiedział Hecht.

Przetransportowanie dodatkowych 25 ton tlenu na Marsa byłoby trudnym i kosztownym zadaniem, ale wystrzelenie tam jednotonowego generatora tlenu, który na miejscu wyprodukuje potrzebny gaz to znacznie bardziej ekonomiczny i praktyczny pomysł.

"Kiedy wyślemy ludzi na Marsa, będziemy chcieli, aby wrócili bezpiecznie, a do tego potrzebują odpowiedniej rakiety, aby wznieść się na orbitę planety. Ciekły tlen to coś, co moglibyśmy tam wytworzyć, a czego nie musielibyśmy zabierać ze sobą. Jednym z pomysłów jest wyposażenie przyszłej misji w zbiornik tlenu i napełnienie go na Marsie” - dodaje Hecht.

Jak MOXIE wytwarza tlen?

MOXIE oddziela atomy tlenu od dwutlenku węgla, a produkt uboczny, tlenek węgla, emituje na zewnątrz. Proces produkcji tlenu wymaga wysokich temperatur (rzędu 800 stopni Celsjusza), dlatego jednostka wykonana jest z materiałów odpornych na ciepło (z wykorzystaniem między innymi niklu i aerożelu).

Podczas eksperymentu MOXIE udało się wytworzyć 5 gramów tlenu. To niewiele, ale nawet taka ilość pozwoliłaby astronaucie na 10 minut bezproblemowego oddychania. Całkowita wydajność sprzętu to 10 gramów tlenu na godzinę. NASA przewiduje jeszcze kolejnych 9 podobnych eksperymentów w czasie jednego marsjańskiego roku (około dwa lata na Ziemi).

MOXIE składa się z kilku kluczowych elementów / fot. NASA

Głównym celem Perseverance jest poszukiwanie śladów życia na Marsie. W tym celu w ciagu najbliższych lat łazik wykona rozmaite testy i eksperymenty. Zajmie się również badaniem geologii planety oraz przeszłości marsjańskiego klimatu. Wszystko po to, by utorować człowiekowi drogę na Czerwoną Planetę.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, misja Mars 2020, której częścią jest praca Perseverance, będzie pierwszym, który zaowocuje pobraniem próbek marsjańskiego gruntu i przywiezienie ich na Ziemię. Żeby dokonać tak skomplikowanej operacji, NASA współpracuje z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA).