Łazik Perseverance wkrótce wytworzy tlen na Marsie. Co to oznacza?

Wkrótce, bo 18 lutego 2021 roku na powierzchni Marsa osiądzie kolejny łazik NASA – Perseverance. Maszyna ta będzie rzecz jasna prowadzić poszukiwania śladów życia, ale nie tylko. Wkrótce po wylądowaniu wielokrotnie przeprowadzi ona chociażby eksperyment istotny z punktu widzenia przyszłych kosmicznych misji. W ramach tego eksperymentu pojazd spróbuje zamienić dwutlenek węgla w znajdujący się w marsjańskiej atmosferze w tlen.

Kosztowne wysiłki

Wysyłanie ładunków w kosmos to wyzwanie nie tylko trudne, ale niesamowicie kosztowne. Im większa masa pojazdu tym więcej paliwa trzeba zabrać na jego pokład – paliwa, które często musi wystarczyć nie tylko na start, ale również na powrót na Ziemie. Aby zmniejszyć koszty kosmicznych misji i zwiększyć szanse na to, że kiedyś rzeczywiście Marsa odwiedzą ludzie, NASA i inne agencje stale szukają sposobów na to, aby umożliwić przyszłym astronautom wykorzystywanie surowców dostępnych na Czerwonej Planecie. Wówczas mogliby oni zabierać ze sobą mniej zasobów.

Jednym z najważniejszych surowców, który będzie potrzebny astronautom na Marsie, jest tlen. Co ciekawe, nie będzie on potrzebny tylko do oddychania. Z jego użyciem można wytworzyć bowiem paliwo, którym można zasilić pojazd kosmiczny w drodze powrotnej do domu.

Przyszłościowy eksperyment

Należący do NASA łazik Perseverance spróbuje wytworzyć tlen na Czerwonej Planecie, której cienka atmosfera składa się w 95 procentach z dwutlenku węgla, z pomocą instrumentu o nazwie Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE). Instrument ten, którego rozmiary można porównać do rozmiarów tostera, z pomocą pompy pobierze dwutlenek węgla z atmosfery Marsa, a następnie elektrochemicznie rozdzieli jego cząsteczki, uzyskując z każdej po dwa atomy tlenu i jeden węgla. Rezultaty eksperymentu zostaną przeanalizowane, by ocenić czystość i ilość otrzymanego tlenu.

Inżynierowie NASA umieszczający MOXIE wewnątrz łazika Perseverance. | Źródło: NASA/JPL-Caltech

„MOXIE zaprojektowano tak, aby wytwarzał około 6 do 10 gramów tlenu na godzinę – czyli tyle, ile mały pies potrzebowałby do przeżycia.”, powiedział Asad Aboobaker, inżynier systemów MOXIE z Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA. „Pełnowymiarowy system opracowany z myślą o produkowaniu paliwa potrzebnego do powrotu do domu musiałby wytwarzać około 200 razy więcej tlenu niż MOXIE.”

MOXIE produkuje tlen w warunkach o bardzo wysokiej temperaturze – aż 800 stopni Celsjusza. To wymagało wykonania instrumentów z materiałów odpornych na ciepło. Niektóre jego elementy pomagające w rozpraszaniu nadmiaru ciepła wydrukowano w 3D. Ponadto, cały instrument pokryto złotem, aby uchronić pozostałe części łazika przed promieniowaniem podczerwonym generowanym podczas wytwarzania tlenu.

Budowa instrumentu MOXIE. | Źródło: NASA/JPL-Caltech

Naukowcy nadzorujący przebieg misji łazika Perseverance zamierzają uruchomić MOXIE 10 razy w ciągu dwóch lat. W ten sposób będzie można sprawdzić, jak skutecznie urządzenie jest w stanie wytwarzać na Marsie tlen podczas różnych pór roku.

Obecnie badacze pracują nad stworzeniem pełnowymiarowej maszyny, która będzie wytwarzać tlen z dwutlenku węgla. Ta ma być znacznie większa niż MOXIE. Możliwe, że jej masa będzie wynosić nawet tonę.

Źródło: NASA, fot. tyt. NASA/JPL-Caltech