Kolejny przełom na Marsie. Po pierwszym w historii locie dronem na planecie innej niż Ziemia tym razem NASA z sukcesem wyprodukowała na Czerwonej Planecie tlen. To tylko eksperyment, ale jego znaczenie jest ogromne. Urządzenie MOXIE przekształciło marsjańskie powietrze w tlen poprzez oddzielenie atomów tlenu od dwutlenku węgla. Choć podczas pierwszej operacji udało się wyprodukować ledwie ok. 5 g tlenu, co odpowiada około 10 min bezproblemowego oddychania dla astronauty, to wyczyn potwierdza, że na Czerwonej Planecie można wytworzyć powietrze do oddychania. Kolejne misje na Marsa i dalsza eksploracja kosmosu staną się w ten sposób o wiele prostsze.
– NASA przeprowadziła pierwszy z serii eksperymentów, które dotyczą wytwarzania tlenu z marsjańskiej atmosfery. To spory krok naprzód, jeżeli chodzi o przyszłość naszej obecności na Marsie – podkreśla w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje dr Piotr Witek z Planetarium Centrum Nauki Kopernik.
MOXIE to niewielkie urządzenie, które znajduje się na pokładzie łazika Perseverance. Jego celem było sprawdzenie, czy można z marsjańskiej atmosfery, która składa się głównie z dwutlenku węgla, wyprodukować pozwalający na oddychanie tlen. Eksperyment przeprowadzono w 60 sol (marsjański dzień) od przylotu Perseverance i – co istotne – zakończył się sukcesem. MOXIE udało się wytworzyć zaledwie 5,4 g tlenu, czyli ilość, która pozwoliłaby astronaucie na 10 min oddychania (całkowita wydajność to 10 g tlenu na godz.). Potwierdzono jednak tym samym, że urządzenie jest w stanie przekształcić część cienkiej, bogatej w dwutlenek węgla atmosfery Czerwonej Planety w tlen.
Atmosfera na Marsie jest 170 razy cieńsza niż na Ziemi i składa się w 96 proc. z dwutlenku węgla. MOXIE zasysa go i poddaje elektrolizie pod ciśnieniem zbliżonym do ziemskiego. Katalizator działający w temperaturze 800 stopni Celsjusza wyrywa atom tlenu z każdego wchodzącego CO2. Pary atomów tlenu łączą się i tworzą dwuatomowy tlen, który wydostaje się z tlenkiem węgla.
– Astronauci, którzy kiedyś dotrą na powierzchnię Marsa, będą musieli mieć czym oddychać. Zabieranie ze sobą dużych ilości tlenu jest problematyczne, także jeżeli chodzi o powrót z Marsa. Będą potrzebne rakiety wznoszące, które zabiorą ze sobą astronautów z powrotem w podróż na Ziemię. Do tego, żeby funkcjonowały, jest potrzebne paliwo i utleniacz. Paliwo będziemy musieli zabrać ze sobą, jednak utleniacz, jeżeli można wyprodukować na miejscu, znacząco oszczędzi kosztów wynoszenia i przewożenia dużych ilości materiału – tłumaczy Piotr Witek.
Tlen jest kluczowy do stworzenia paliwa rakietowego, bez którego przyszli eksploratorzy Marsa nie będą mogli wrócić do domu. NASA wylicza, że powrót czterech astronautów z powierzchni planety podczas przyszłej misji wymagałby ok. 7 t paliwa rakietowego i 25 t tlenu. Z kolei astronauci, którzy spędzą rok na powierzchni, prawdopodobnie wykorzystają między sobą jedną tonę tlenu.
Transport takiej ilości ton tlenu z Ziemi na Marsa byłby żmudnym zadaniem. Transport jednotonowego konwertera tlenu, czyli znacznie większego następcy MOXIE, który mógłby wyprodukować 25 ton tego gazu, byłby znacznie bardziej ekonomiczny.
– Aby wytworzyć więcej tlenu, potrzebne byłoby większe urządzenie. Aktualnie używane urządzenie jest jedynie demonstratorem technologii. NASA w przyszłości, jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, planuje wysłać urządzenie, które będzie miało nie 17, ale 200 kg, i pracując przez dłuższy okres, będzie w stanie wytworzyć zapas paliwa, właściwie utleniacza do paliwa, dla przyszłych misji marsjańskich – mówi ekspert.
Urządzenie takie jak MOXIE jest niezbędne, aby przyszłe misje na Marsa miały szanse powodzenia. Choć powstawały koncepcje terraformowania Czerwonej Planety, to przy obecnej technologii jest to niewykonalne. Pojawił się m.in. pomysł zbudowania gigantycznych luster orbitalnych, które odbijałyby światło słoneczne, aby podnieść temperaturę Marsa, stopić zamarzniętą wodę na planecie i tym samym uwolnić dwutlenek węgla do atmosfery. Inna teoria zakładała wykorzystanie asteroid bogatych w amoniak, aby uderzyły w Marsa. Elon Musk z kolei twierdzi, że zrzucanie bomb atomowych na czapy lodowe mogłoby stopić lód i wyrzucić do powietrza wystarczającą ilość dwutlenku węgla. Wszystkie te pomysły są jednak obecnie niemożliwe do zrealizowania.
– Nawet gdybyśmy zmienili skład atmosfery Marsa, to nadal ciśnienie atmosferyczne jest zbyt niskie, żeby np. woda istniała tam w stanie ciekłym. Poza tym Mars ma stosunkowo mało własnych zasobów, które bylibyśmy w stanie przetworzyć na tę nową lepszą atmosferę, za mało zasobów, aby w pełni go terraformować. Być może za kilka stuleci stanie się to możliwe, ale do tego trzeba będzie stworzyć technologie, które jeszcze nie istnieją. Przyszli zdobywcy Marsa będą działali jedynie w zamkniętych habitatach, w których będzie istniała sztuczna atmosfera na małej, ograniczonej powierzchni – przekonuje dr Piotr Witek.
