Czy wiesz, że na Marsie jest produkowany tlen? Wysłaliśmy tam eksperyment MOXIE, który przerabia niezdatną do oddychania atmosferę Marsa na tlen. Naukowcy NASA pochwalili się niedawno niemałym sukcesem. Urządzenie MOXIE, odpowiedzialne za tę produkcję, które przemierza właśnie Marsa na pokładzie łazika Perseverance, dwukrotnie przebiło zakładany wcześniej cel i ustanowiło tym samym nowy rekord.
Od początku misji MARS 2020 badacze żywili wielkie nadzieje na to, że technologia MOXIE okaże się skuteczna i będzie można ją wykorzystać w przyszłych misjach załogowych. Nie spodziewali się jednak, że tak niepozorne urządzenie będzie w stanie wyprodukować dwa razy więcej tlenu, niż pierwotnie zakładano. Po wielu udanych testach naukowcy postanowili zmienić parametry urządzenia tak, aby zmaksymalizować prędkość wytwarzania tlenu.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Był to ryzykowny krok, ponieważ naukowcy wiedzieli, że MOXIE może nie przetrwać tego testu bez uszkodzeń. Jednak ryzyko zdecydowanie się opłaciło. Szóstego czerwca dwa tysiące dwudziestego trzeciego roku badacze zarejestrowali największą dotychczas ilość wytworzonego tlenu – dwanaście gramów w ciągu niecałej godziny pracy urządzenia. Początkowym celem było jedynie sześć gramów na godzinę, czyli mniej więcej tyle ile potrzeba do oddychania przez dziesięć minut.
MOXIE to pierwsza technologia demonstracyjna wykorzystania zasobów na innej planecie – ISRU od In Situ Resource Utilization. To grupa technologii umożliwiających czerpanie z zasobów dostępnych in situ, czyli na miejscu, w tym przypadku na Marsie. Wiele osób słysząc o tym urządzeniu po raz pierwszy, zakłada, że oznacza to, iż głównym celem MOXIE jest produkcja tlenu do oddychania dla przyszłych astronautów. Chociaż jest to z pewnością ważny cel, najbardziej znaczącym wykorzystaniem technologicznych potomków MOXIE będzie produkcja tlenu, który zostanie zastosowany jako utleniacz w rakietach stworzonych w celu umożliwienia powrotu przyszłych odkrywców z powrotem na Ziemię. Tego będzie potrzeba zdecydowanie więcej niż do oddychania.
Według szacunków NASA wyniesienie czterech astronautów w przestrzeń kosmiczną z Marsa wymagałoby około siedmiu ton paliwa rakietowego i aż dwudziestu pięciu ton tlenu. Dla porównania – astronauci mieszkający i pracujący na Czerwonej Planecie potrzebowaliby do oddychania jedynie jednej tony tlenu… na cały rok. Koszt transportu takich ilości tlenu z Ziemi na Marsa byłby niebotyczny, dlatego naukowcy postanowili wykorzystać dostępny na Marsie dwutlenek węgla i przetworzyć go w tlen. Tak właśnie powstało MOXIE.
To urządzenie wielkości tostera o wadze osiemnastu kilogramów wysłane na Marsa na pokładzie należącego do NASA łazika Mars Perseverance, który w dwa tysiące dwudziestym pierwszym roku wylądował w kraterze Jezero na Czerwonej Planecie po siedmiomiesięcznej podróży z Ziemi.
Urządzenie pompuje marsjańskie powietrze do zbiornika, w którym proces elektrochemiczny usuwa atomy tlenu z każdej cząsteczki dwutlenku węgla. Po oddzieleniu jony tlenu są ponownie łączone, tworząc tlen nadający się do oddychania, który MOXIE następnie analizuje w celu zmierzenia jego czystości i ilości. Na potrzeby eksperymentu MOXIE tlen jest następnie nieszkodliwie uwalniany z powrotem do marsjańskiej atmosfery.
Proces konwersji dwutlenku węgla wymaga bardzo wysokich temperatur – jest to około osiemset stopni Celsjusza, dlatego MOXIE został wykonany z materiałów odpornych na ciepło. Urządzenie zostało wydrukowane w drukarce 3D ze stopu niklu oraz lekkiego aerożelu. Cienka złota powłoka na zewnętrznej stronie MOXIE zapobiega wypromieniowaniu ciepła na zewnątrz, co potencjalnie mogłoby uszkodzić inne instrumenty łazika.
Najnowsze filmy
Od czasu lądowania MOXIE było włączane piętnaście razy i działało łącznie przez ponad tysiąc minut. Urządzenie może pracować tylko wtedy, kiedy łazik nie zużywa energii na inne instrumenty znajdujące się na pokładzie. Kolejne plany dla MOXIE obejmują testowanie bardziej zaawansowanych schematów sterowania, a być może nawet testowanie zdolności MOXIE do działania podczas marsjańskiej burzy pyłowej. Według głównego badacza projektu, Michael 'a Hechta: wyniki eksperymentu zachęcają do opracowania pełnowymiarowego systemu tutaj na Ziemi, takiego, który nieustannie pompuje tlen w trybie automatycznym i jest w stanie wygenerować od dwudziestu pięciu do trzydziestu ton tlenu, aby wesprzeć załogową misję na Marsa.
Oprócz wielu testów wydajności urządzenia przeprowadzonych przez ostatnie półtora roku, badacze sprawdzili także czy MOXIE będzie w stanie pracować nieprzerwanie nawet w okresie obniżonej gęstości marsjańskiej atmosfery i podczas marsjańskiej nocy. Udowodnili wtedy, że żaden z tych czynników nie uniemożliwia pracy MOXIE, więc nawet w ekstremalnych warunkach będzie w stanie produkować tlen i zapewniać ludziom odpowiednie warunki do długotrwałego przebywania na Marsie. Przez cały czas trwania misji badacze koncentrowali się na zwiększeniu wydajności operacyjnej, aby zmaksymalizować produkcję tlenu w trudnym środowisku Marsa. Ostatnie osiągnięcie jest świadectwem ciągłych wysiłków na rzecz optymalizacji eksperymentu MOXIE i utorowania drogi do efektywnego wykorzystania zasobów na Czerwonej Planecie.
Sukces MOXIE ma ogromne znaczenie dla potencjalnych misji załogowych na Marsa, ponieważ demonstruje zdolność do generowania niezbędnego tlenu dla astronautów. Przesuwając granice i przekraczając poprzednie postawione cele, eksperyment ustanawia precedens dla rozwoju technologii, które mogą skutecznie wykorzystywać marsjańskie zasoby.
