Technologie: Przełomowy krok w podboju Marsa. Łazik Perseverance zamienił dwutlenek węgla na tlen
Ostatni z wysłanych przez NASA łazików marsjańskich, Perseverance, ma za zadanie m.in. przetestować, jak na Czerwonej Planecie działają urządzenia, takie jak maszyna przerabiająca dwutlenek węgla na tlen, podobnie jak robią to drzewa na Ziemi.
Urządzenie znane jako Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (w skrócie MOXIE) we wtorek po raz pierwszy w historii wyprodukowało tlen z dwutlenku węgla pochodzącego z atmosfery Marsa. Uzyskane w ten sposób 5,4 grama tlenu pozwoliłoby astronaucie oddychać jedynie przez 10 minut, niemniej ten rezultat pozwala stwierdzić, że produkcja tlenu na Marsie jest możliwa.
Sukces ostatniego eksperymentu jest ważnym sygnałem z punktu widzenia eksploracji Marsa w przyszłości przez ludzi. Zbiorniki z tlenem zajęłyby zbyt dużo miejsca w rakiecie międzyplanetarnej, aby myśleć o przetransportowaniu zapasów tej substancji z Ziemi na Czerwoną Planetę.
Dlatego, aby człowiek mógł kiedyś postawić nogę na Marsie, konieczne staje się zapewnienie możliwości produkcji tego pierwiastka w warunkach marsjańskich. Jest on bowiem niezbędny nie tylko do podtrzymania funkcji życiowych, ale również zasilenia silników rakiet kosmicznych.
“Eksperyment z udziałem MOXIE jest pierwszym i zarazem bardzo istotnym krokiem na drodze do osiągnięcia możliwości konwersji dwutlenku węgla na tlen w warunkach marsjańskich” – przekazał w komunikacie prasowym Jim Reuter, zastępca kierownika Dyrekcji ds. Misji Kosmicznych w NASA.
“Przed MOXIE jeszcze sporo pracy, niemniej pierwsze wyniki jego działania są bardzo obiecujące i przybliżają nas do celu, jakim jest wysłanie w przyszłości ludzi na Marsa” – dodał. “Należy pamiętać, że tlen jest potrzebny nie tylko do oddychania. Stanowi on także podstawę działania paliwa rakietowego, dlatego przyszli eksploratorzy kosmosu będą musieli umieć go wyprodukować po to, aby bezpiecznie powrócić na Ziemię”.
Wykorzystana w niedawnym eksperymencie złota skrzyneczka rozmiarami przypomina samochodowy akumulator. MOXIE stanowi zaledwie 1 proc. rozmiaru urządzenia, które naukowcy chcą w przyszłości wysłać na Marsa.
Przyszłe wersje maszyny docelowo mają zapewniać dostateczną ilość tlenu (około 25 ton), aby czworo astronautów mogło wyruszyć w drogę z Marsa na Ziemię. Zapewnienie możliwości produkcji tego pierwiastka na Czerwonej Planecie pozwoli zaoszczędzić miejsce, paliwo oraz sprawi, że podróże na Marsa staną się dużo tańsze.
To nie jedyny eksperyment, jaki znajdujący się na marsie łazik przeprowadził w ubiegłym tygodniu. Dostarczony przez łazik dron Ingenuity dokonał pierwszego w historii lotu nad powierzchnią Marsa.
NASA zamierza w przeciągu najbliższych dwóch lat dziewięć razy wykorzystać MOXIE do wyprodukowania tlenu z marsjańskiej atmosfery. Pierwsze próby mają określić czy taka operacja jest w ogóle możliwa. Kolejne podejścia będą prowadzone o różnych porach marsjańskiego dnia i roku. Urządzenie zostało tak zaprojektowane, aby produkować 10 gramów tlenu na godzinę.
Urządzeniu z pewnością nie zabraknie surowca potrzebnego do produkcji tlenu, ponieważ marsjańska atmosfera w 96 proc. składa się z dwutlenku węgla. Proces produkcji niezbędnego do życia pierwiastka polega na wykorzystaniu ciepła i prądu elektrycznego do rozbijania cząsteczek CO₂ na tlen(O) i tlenek węgla (CO). Cząsteczki tlenu dążą do łączenia się w pary, w efekcie czego powstają drobinki O₂ – tlenu, którym oddychamy na Ziemi.
Finalnym produktem urządzenia ma być tlen singletowy o czystości sięgającej 99,6 proc.
MOXIE po przeprowadzeniu procesu uzyskiwania tlenu następnie wypuszcza obydwie substancje, tlen oraz tlenek węgla, do atmosfery. W przyszłości urządzenia do produkcji tlenu mają go gromadzić w specjalnie zaprojektowanych zbiornikach.
Przetwarzanie dwutlenku węgla na tlen nie ma być jedynym sposobem na zapewnienie warunków do życia odkrywcom Marsa. Naukowcy i inżynierowie pracują nad wykorzystaniem znajdujących się na planecie skał do budowy infrastruktury potrzebnej do życia, a nawet opracowaniem metody wykopywania lodu marsjańskiego do uzyskania wody pitnej oraz paliwa rakietowego.
Niezależnie od metody, jaka zostanie wybrana, NASA będzie musiała wykazać się pomysłowością, aby umożliwić dalszą eksplorację przestrzeni kosmicznej przez ludzkość. Ostatni sukces MOXIE zwiększa wachlarz rozwiązań, jakie mogą przysłużyć się przyszłym kosmonautom.
