W odległości prawie 150 mln km od ziemi, działające na powierzchni Marsa urządzenie wielkości pudełka na lunch, sprawnie produkuje tyle tlenu, co małe drzewo - donieśli właśnie naukowcy z Massachusetts Institute of Technology - twórcy wspomnianego wynalazku.

Urządzenie o nazwie MOXIE pracuje od lutego 2021 roku, kiedy to na pokładzie łazika Perseverence trafiło na powierzchnię Czerwonej Planety.

Od tego czasu sprawnie wytwarzało tlen w siedmiu eksperymentach - w różnych warunkach atmosferycznych, za dnia, w nocy i o różnych porach roku. W każdym z doświadczeń osiągnięto zakładaną wydajność 6 gram tlenu na godzinę.

Według ekspertów skonstruowane w większej skali urządzenia tego rodzaju będą mogły kiedyś produkować na Marsie tyle tlenu, co setki drzew. Pozwoli on nie tylko kolonistom oddychać, ale także wytworzyć rakietowe paliwo do powrotu na Ziemię.

„Zdobyliśmy ogromną ilość wiedzy, która pomoże w budowie przyszłych systemów w większej skali” - mówi Michael Hecht, główny naukowiec projektu MOXIE.

System reprezentuje jednocześnie szerszą grupę urządzeń zwanych ISRU - In-Situ Resource Utilization (wykorzystanie zasobów dostępnych na miejscu). Dzięki nim wielu zasobów nie trzeba będzie przewozić z Ziemi do docelowego miejsca.

„To pierwsza demonstracja, w której, w realnych warunkach udało się wykorzystać zasoby innego ciała planetarnego i chemicznie je przetworzyć w inne, użyteczne dla misji substancje. To historyczny moment” - mówi prof. Jeffrey Hoffman, naukowiec z misji MOXI.

Urządzenie zasysa bogate w CO2 marsjańskie powietrze i najpierw je oczyszcza, potem spręża i z pomocą elektrolizy rozbija dwutlenek węgla na tlen i tlenek węgla. Powstające jony tlenu są następnie łączone w cząsteczki (O2) - takie same, jak te, którymi oddycha człowiek.

W trakcie przeprowadzonych już testów urządzenie poradziło sobie z niebagatelnymi wyzwaniami. Jak podają badacze, o różnych porach roku gęstość atmosfery Marsa może zmienić się aż o 100 proc., a towarzyszą temu wysokie wahania temperatury. MOXI potrafił produkować tlen praktycznie w każdych warunkach.

„Nie pokazaliśmy jedynie jego pracy o świcie czy o zachodzie Słońca, kiedy zmiany temperatury są naprawdę duże. Mamy jednak w rękawie asa, który na to pozwoli i po zakończeniu testów w laboratorium, chcemy dokonać tego ostatniego kroku. Pokażemy w ten sposób, że urządzenie może pracować w dowolnym czasie” - mówi dr Hecht.

Jednocześnie, wiosną, kiedy wzrośnie gęstość atmosfery i ilość dwutlenku węgla, badacze chcą podnieść wydajność urządzenia.

„Następny eksperyment będzie miał miejsce w czasie największej gęstości w roku i chcemy wyprodukować tak dużo tlenu, jak to tylko możliwe. Ustawimy wszystko na wysokie wartości, jak tylko się odważymy i pozwolimy systemowi działać tak długo, jak się da” - zapowiada naukowiec.

W tym czasie badacze będą monitorować ewentualne oznaki zużycia. Ponieważ MOXI to jeden z wielu urządzeń działających na pokładzie łazika, nie może pracować przez cały czas. Z kolei ciągłe włączanie i wyłączenie wiąże się ze stresem termicznym, który z czasem może doprowadzić do pojawienia się uszkodzeń.

Jeśli natomiast, mimo tego urządzenie będzie przez cały czas działać sprawnie, będzie to wskazywało, że pracujące non-stop pełnoskalowe systemy mogą w przyszłości pracować przez kilka tysięcy godzin.

„Aby zorganizować załogową misję na Marsa, musimy wiele rzeczy zabrać z Ziemi - komputery, skafandry czy habitaty. Ale zwykły tlen? Jeśli uda się go wyprodukować na miejscu - będziemy bardzo do przodu” - podkreśla prof. Hoffman.

Więcej informacji: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abp8636 (PAP)

Marek Matacz

mat/ ekr/