Una scatola “storica” ​​su Marte produce ossigeno al ritmo di un albero

Quando la sonda robotica della NASA è decollata su Marte l’anno scorso, ha portato con sé una piccola scatola d’oro, chiamata MOXIE, per sperimentare l’utilizzo delle risorse di ossigeno del sito su Marte.

Da allora, MOXIE ha prodotto ossigeno dalla sottile aria marziana.

E mercoledì in Science Advances, il team dietro questo strano strumento ha confermato che MOXIE funziona così bene che la sua produzione di ossigeno è paragonabile al modesto tasso di produzione dell’albero terrestre.

Entro la fine del 2021, dati estesi hanno mostrato che MOXIE aveva raggiunto con successo la sua produzione di ossigeno target di sei grammi all’ora durante sette cicli sperimentali separati, nonché in una varietà di condizioni meteorologiche. Ciò include il giorno e la notte, le diverse stagioni di Marte e altre cose del genere.

“L’unica cosa che non abbiamo mostrato è correre all’alba o al tramonto, quando la temperatura cambia drasticamente”, ha affermato Michael Hecht, ricercatore principale della missione MOXIE presso l’Osservatorio di Haystack del MIT. Ha detto in un comunicato stampa. “Abbiamo davvero un asso nella manica che ci permette di farlo, e una volta che lo testiamo in laboratorio, possiamo raggiungere quest’ultimo traguardo per dimostrare che possiamo davvero correre in qualsiasi momento”.

Sia per gli scienziati che per le agenzie spaziali, è particolarmente eccitante che la promessa di MOXIE sia forte, poiché le linee temporali proposte per le missioni su Marte cariche di astronauti incombono per imparare come mantenere al sicuro gli esploratori spaziali sul Pianeta Rosso in futuro.

L’obiettivo del CEO di SpaceX Elon Musk di far atterrare umani su Marte sembra essere il 2029, ad esempio, e quello della NASA. Prossima missione Artemis I Moon Mira a spianare la strada ai voli su Marte Progettato negli anni ’30 o ’40. “Per supportare una missione umana su Marte, dobbiamo portare molte cose dalla Terra, come computer, tute spaziali e habitat”, ha affermato in un comunicato stampa Jeffrey Hoffman, vice ricercatore principale al MOXIE e professore al MIT. “Ma stupido vecchio ossigeno? Se riesci ad arrivarci, vai a trovarlo – sei molto più avanti del gioco.”

Così com’è, MOXIE è piuttosto piccolo (sostanzialmente le dimensioni di un tostapane), ma probabilmente è una buona cosa. Ciò significa che se gli scienziati possono in qualche modo aumentare il volume del cubo decorato, MOXIE può produrre più di sei grammi di ossigeno all’ora.

“Abbiamo imparato una quantità enorme che guiderà i sistemi futuri su scala più ampia”, ha affermato Hecht.

Forse un giorno, dicono i ricercatori, potrebbe eventualmente produrre ossigeno al ritmo di diverse centinaia di alberi, sostenendo così gli astronauti una volta che avranno raggiunto Marte e alimentando i razzi che richiedono l’elemento della vita per riportare l’equipaggio sulla Terra.

“Gli astronauti che trascorrono un anno in superficie possono usare una tonnellata tra di loro”, ha detto Hecht in un comunicato stampa della NASA lo scorso anno. Ma, Secondo l’agenzia spazialePortare quattro astronauti fuori dalla superficie di Marte per una futura missione richiederebbe circa 15.000 libbre (7 tonnellate) di carburante per missili e 55.000 libbre (25 tonnellate) di ossigeno. Ottenere tutto questo ossigeno dalla Terra sarebbe proibitivo e inefficiente.

Quindi, dice Hoffman, perché non produrre tutto l’ossigeno sul pianeta arido stesso?

Come funziona MOXIE?

Su Marte, MOXIE sta convertendo attivamente l’anidride carbonica nell’atmosfera marziana – dove l’elemento costituisce un enorme 96% – in ossigeno respirabile.

Un po’ di chimica 101 è che le molecole di anidride carbonica sono costituite da un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno. Questi piccoli pezzi sono fondamentalmente incollati insieme. Ma uno strumento all’interno di MOXIE, chiamato elettrolizzatore di ossido solido, può raccogliere i frammenti di ossigeno all’interno delle molecole di anidride carbonica a cui gli scienziati sono interessati. Una volta completate, tutte le molecole di ossigeno fluttuanti vengono ricombinate in O2, noto anche come due atomi di ossigeno, meglio conosciuto come il tipo di ossigeno che conosciamo e amiamo.

So che è diverso, ma sto ancora pensando al WALL-E della Pixar che lo fa. Quindi, come dice wal-e: Ta-da!

“Questa è la prima dimostrazione dell’utilizzo effettivo delle risorse sulla superficie di un altro corpo planetario e della loro conversione chimica in qualcosa che potrebbe essere utile per una missione umana”, ha detto Hoffman. “È storico in questo senso.”

Durante tutto il processo, questo processo richiede l’uso di super calore – le temperature raggiungono circa 1.470 gradi Fahrenheit (800 gradi Celsius) – che è ciò che conferisce a MOXIE il suo caratteristico rivestimento dorato.

Come con il telescopio spaziale James Webb, l’ammiraglia della NASA, MOXIE deve essere protetto dal calore infrarosso perché funziona con lo stesso calore. La placcatura in oro fa proprio questo, e in effetti anche gli specchi JWST sono placcati in oro per il motivo esatto.

Successivamente, il team MOXIE intende dimostrare che MOXIE si comporta bene anche in condizioni più intense, come la corsa imminente che si verificherà durante “la massima intensità dell’anno”, ha affermato Hecht. “Metteremo tutto il più in alto possibile e lo faremo funzionare il più a lungo possibile”.