Tlen na Marsie. Eksperyment MOXIE wytwarza dziennie tyle tlenu, co niewielkie drzewko

W tym artykule:

1. Tlen na Marsie w tempie 6 gramów na godzinę
2. Musimy wiedzieć, jak wykorzystać kosmiczne zasoby
3. Jak powstaje tlen na Marsie

Prowadzony przez MIT Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) z powodzeniem produkuje tlen na Marsie. Uzyskuje go z bogatej w dwutlenek węgla atmosfery Czerwonej Planety od lutego 2021 r. Wtedy wylądował na powierzchni Marsa w ramach misji łazika Perseverance NASA.

Tlen na Marsie w tempie 6 gramów na godzinę

W badaniu opublikowanym w sierpniu tego roku w czasopiśmie „Science Advances” naukowcy donoszą, że do końca 2021 roku MOXIE wyprodukował tlen we wszystkich siedmiu seriach eksperymentalnych. Odbywały się one w różnych warunkach atmosferycznych, w tym w ciągu dnia i nocy, oraz w różnych marsjańskich porach roku. W każdym przebiegu instrument osiągnął swój cel produkcji sześciu gramów tlenu na godzinę. To mniej więcej w tyle, ile na Ziemi może wygenerować przez godzinę niewielkie drzewko.

To oczywiście niewiele. Dorosły człowiek zużywa w ciągu godziny 35 gramów tlenu. Mimo wszystko specjaliści z MIT odnieśli sukces, a wydajność urządzenia daje nadzieje na więcej. Zanim na Marsa trafi pierwsza misja załogowa, do czego dojdzie najwcześniej w połowie 2035 roku, wydajność urządzenie może zostać znacznie zwiększona. Zdaniem badaczy wyniki aktualnie prowadzonego eksperymentu pokazują, że powiększona wersja MOXIE powinna generować wystarczającą ilość tlenu, aby utrzymać przy życiu załogę misji marsjańskiej. A nawet wytworzyć tlen niezbędny do napędzania rakiety dla powracających na Ziemię astronautów.

Łazik marsjański. Jak działał Opportunity i inni kosmiczni zwiadowcy?

Łaziki są naszymi pozaziemskimi oczami i uszami, zwiadowcami przemierzającymi inne ciała niebieskie. Chociaż łazik marsjański porusza się wolniej niż żółw, to na razie jedyny sposób na...

Musimy wiedzieć, jak wykorzystać kosmiczne zasoby

Wyniki prowadzonego na Marsie od lutego 2021 roku eksperymentu są też istotne z innego powodu. Są pierwszą demonstrację wykorzystania zasobów znajdujących się na innym ciele niebieskim. Wiemy, że jeśli chcemy budować bazy na Księżycu lub Marsie albo orbitujące stacje-miasta, musimy wykorzystywać do tego zasoby znajdujące się na miejscu. Właśnie dlatego tak ważne jest dokładne zmapowanie Księżyca pod kątem ocenienia zasobów wody. Dlatego naukowcy tak dużą wagę przykładają do regolitu księżycowego lub marsjańskiego. Bo wszystko, każdy zasób naturalny, może być cenny.

Weźmy ziemski piasek, taki, jaki znajdujemy na przykład na plażach. Jego podstawowym składnikiem jest krzem. Z niego wykonuje się zarówno szkło, jak i na przykład mikroprocesory. Wszystko zależy od rozwoju technologii.

Bo to, co znajduje się na miejscu, musi pozwolić ludziom przetrwać. Oczywiście przetrwać z wykorzystaniem nowoczesnej technologii. Właśnie na tym bazuje projekt stałej, załogowej eksploracji innych ciał niebieskich. Stoi za nim idea zbierania i wykorzystywania naturalnych zasobów planety. W przypadku MOXIE i Marsa mówimy o wykorzystaniu dwutlenku węgla do wytwarzania tlenu.

Jak powstaje tlen na Marsie

– To pierwsza demonstracja faktycznego wykorzystania zasobów na powierzchni innego ciała planetarnego i przekształcenia ich chemicznie w coś, co byłoby przydatne misji załogowej – mówi zastępca głównego badacza MOXIE prof. Jeffrey Hoffman z Departamentu Aeronautyki i Astronautyki MIT. – W tym sensie jest to całkowicie pierwsze i historyczne wydarzenie.

Mars ciekawostki. Czy uda nam się go zasiedlić i zmienić w świat przyjazny ziemskiemu życiu?

Rdzawo-czerwony Mars to czwarta planeta skalista w Układzie Słonecznym. I jednocześnie ta, z którą mieszkańcy Ziemi wiążą największe nadzieje na kolonizację.

W jaki sposób MOXIE wytwarza tlen? Pierwszym krokiem jest zaczerpnięcie marsjańskiego powietrza i przefiltrowanie go, co ma wyeliminować zanieczyszczenia. Powietrze jest następnie przepuszczane przez elektrolizer z tlenkiem węgla (SOXE). Instrument ten został opracowany i zbudowany przez OxEon Energy. SOXE elektrochemicznie rozdziela powietrze bogate w CO₂ na jony tlenu (O^-) i tlenek węgla (CO). Jony tlenu są następnie izolowane i rekombinowane w celu utworzenia O₂. Po zmierzeniu parametrów gazu, MOXIE uwalnia go z powrotem do atmosfery Marsa.

Od czasu lądowania Perseverance w lutym 2021 r. inżynierowie MOXIE uruchomili urządzenie siedem razy w ciągu roku marsjańskiego. Za każdym razem MOXIE potrzebował kilku godzin na rozgrzanie. Sama produkcja również trwała godzinę. Każdy bieg został zaplanowany na inną porę dnia lub nocy oraz w różnych porach roku, aby sprawdzić, czy MOXIE może dostosować się do zmian w warunkach atmosferycznych planety. Wszystkie próby zakończyły się sukcesem.

Źródła: NASA, Science Advances.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.