Una caja “histórica” ​​en Marte produce oxígeno al ritmo de un árbol

Cuando la sonda robótica de la NASA despegó a Marte el año pasado, trajo consigo una pequeña caja dorada, llamada MOXIE, para experimentar con el uso de los recursos de oxígeno del sitio en Marte.

Desde entonces, MOXIE ha estado produciendo oxígeno a partir del aire marciano.

Y el miércoles en Science Advances, el equipo detrás de esta extraña herramienta confirmó que MOXIE funciona tan bien que su producción de oxígeno es comparable a la modesta tasa de producción del árbol de la Tierra.

A fines de 2021, una gran cantidad de datos mostraron que MOXIE había alcanzado con éxito su producción de oxígeno objetivo de seis gramos por hora durante siete ciclos experimentales separados, así como en una variedad de condiciones climáticas. Esto incluye el día y la noche, las diferentes estaciones de Marte y otras cosas por el estilo.

“Lo único que no hemos mostrado es correr al amanecer o al anochecer, cuando la temperatura cambia drásticamente”, dijo Michael Hecht, investigador principal de la misión MOXIE en el Observatorio Haystack del MIT. Dijo en un comunicado de prensa. “Realmente tenemos bajo la manga lo que nos permite hacer eso, y una vez que lo probemos en el laboratorio, podemos alcanzar este último hito para demostrar que realmente podemos correr en cualquier momento”.

Tanto para los científicos como para las agencias espaciales, es especialmente emocionante que la promesa de MOXIE sea fuerte, ya que se avecinan los plazos propuestos para las misiones a Marte cargadas de astronautas para aprender cómo mantener seguros a los exploradores espaciales en el Planeta Rojo en el futuro.

El objetivo del CEO de SpaceX, Elon Musk, de llevar humanos a Marte parece ser 2029, por ejemplo, y el de la NASA. Próxima misión lunar de Artemisa I Su objetivo es allanar el camino para los vuelos a Marte Planeado en la década de 1930 o 1940. “Para apoyar una misión humana a Marte, tenemos que traer muchas cosas de la Tierra, como computadoras, trajes espaciales y hábitats”, dijo en un comunicado de prensa Jeffrey Hoffman, investigador principal adjunto de MOXIE y profesor del MIT. “¿Pero el viejo y estúpido oxígeno? Si puedes llegar allí, ve a buscarlo, estás muy por delante del juego”.

Tal como está, MOXIE es bastante pequeño (básicamente del tamaño de una tostadora), pero eso probablemente sea algo bueno. Esto significa que si los científicos pueden aumentar de alguna manera el volumen del cubo decorado, MOXIE puede producir más de seis gramos de oxígeno por hora.

“Hemos aprendido mucho que guiará los sistemas futuros a mayor escala”, dijo Hecht.

Tal vez algún día, dicen los investigadores, eventualmente podría producir oxígeno a la velocidad de varios cientos de árboles, sustentando así a los astronautas una vez que lleguen a Marte y alimentando los cohetes que requieren el elemento de la vida para traer a la tripulación de regreso a la Tierra.

“Los astronautas que pasan un año en la superficie pueden usar una tonelada métrica entre ellos”, dijo Hecht en un comunicado de prensa de la NASA el año pasado. Pero, Según la agencia espacialSacar a cuatro astronautas de la superficie de Marte en una misión futura requeriría aproximadamente 15 000 libras (7 toneladas métricas) de combustible para cohetes y 55 000 libras (25 toneladas métricas) de oxígeno. Obtener todo este oxígeno de la Tierra sería prohibitivamente costoso e ineficiente.

Entonces, dice Hoffman, ¿por qué no producir todo el oxígeno en el propio planeta árido?

¿Cómo funciona MOXIE?

En Marte, MOXIE está convirtiendo activamente el dióxido de carbono en la atmósfera marciana, donde el elemento constituye la friolera de 96%, en oxígeno respirable.

Un poco de química 101 es que las moléculas de dióxido de carbono están formadas por un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno. Estas pequeñas piezas están básicamente pegadas. Pero una herramienta dentro de MOXIE, llamada electrolizador de óxido sólido, puede recolectar los fragmentos de oxígeno dentro de las moléculas de dióxido de carbono que interesan a los científicos. Una vez completado, todas las moléculas de oxígeno flotantes se recombinan en O2, también conocido como dos átomos de oxígeno, mejor conocido como el tipo de oxígeno que conocemos y amamos.

Sé que es diferente, pero todavía estoy pensando en WALL-E de Pixar haciéndolo. Entonces, como dice wal-e: ¡Ta-da!

“Esta es la primera demostración del uso real de recursos en la superficie de otro cuerpo planetario y su conversión química en algo que podría ser útil para una misión humana”, dijo Hoffman. “Es histórico en ese sentido”.

Durante todo el proceso, este proceso requiere el uso de supercalor (las temperaturas alcanzan alrededor de 1470 grados Fahrenheit (800 grados Celsius), que es lo que le da a MOXIE su distintiva capa dorada.

Al igual que con el telescopio espacial insignia James Webb de la NASA, MOXIE debe protegerse del calor infrarrojo porque funciona con el mismo calor. El chapado en oro hace exactamente eso y, de hecho, los espejos JWST también están chapados en oro por la misma razón.

A continuación, el equipo de MOXIE tiene la intención de demostrar que MOXIE funciona bien incluso en condiciones más intensas, como la próxima carrera que ocurrirá durante “la mayor intensidad del año”, dijo Hecht. “Lo pondremos todo tan alto como nos atrevamos y dejaremos que funcione el mayor tiempo posible”.