Hvis du syntes det var vanskelig å pakke bilen for en langrennsflytting, vil det å pakke en romferge for en flytting til Mars være en ny type hodepine. I tillegg til å ta med ting som mat og vann, må romskip på vei til den røde planeten også ta med vitenskapelige eksperimenter, nødforsyninger og levende habitater.
Heldigvis for disse banebrytende astronautene ser det imidlertid ut som en av de tyngste – og viktigste – ressursene vil bli gitt på stedet: oksygen. Faktisk genererer en enhet på størrelse med en lunsjboks på overflaten av Mars allerede pålitelig like mye oksygen som et tre, avslørte forskere onsdag.
Oksygen vil være viktig ikke bare for å gi astronauter pustende luft når de er utenfor planeten, men også for å hjelpe raketter med drivstoff for å til slutt ta dem tilbake til jorden. I en nytt papir publisert onsdag i tidsskriftet Vitenskapens fremskrittforklarer forskere fra MIT hvordan et lite eksperiment som streifer rundt på Mars på baksiden av NASAs Perseverance-rover er et bevis på at det er mulig å lage oksygen fra Mars-atmosfæren.
Dette eksperimentet er også det første som har lykkes med å høste og bruke ressurser på ethvert planetarisk legeme, en prosess som vil være viktig ikke bare for Mars-utforskning, men også for fremtidige månehabitater.
Michael Hecht er medforfatter på det nye papiret og hovedetterforsker av prosjektet, kalt MOXIE (Mars Oxygen In Situ Resource Utilization Experiment). Han fortalte Motherboard i en e-post at forskere fokuserte på å høste oksygen fordi det ville være en av de vanskeligste ressursene å hente fra jorden og ville ha flere roller å spille i å skape et bærekraftig habitat på Mars.
“Jeg liker å si at raketter puster mye mer enn vi gjør,” sa Hecht. “Bare for at raketten skal gå i bane, vil raketten bruke mer enn 10 ganger mengden drivstoff enn mannskapet på 4-6 vil bruke i sitt halvannet år lange opphold på overflaten, og den vil derfor trenge 10 ganger så mye oksygen.”
MOXIE landet først på Mars i februar 2021 og har siden den gang blitt slått på syv forskjellige tider under forskjellige sesong- og værforhold for å lage oksygen ved å bruke forbindelser i Mars-atmosfæren som CO2. Denne luften føres gjennom et HEPA-filter for å fjerne støv, varmes opp til 800 grader Celsius og komprimeres slik at den brytes fra hverandre til kun oksygenioner og CO. Oksygenionene blir deretter isolert og rekombinert for å skape pustende og brennbar O2.
Så langt har MOXIE vært i stand til å lage seks gram oksygen per time i hver av sine syv kjøringer, som sier forskere tilsvarer et lite tre. Og mens MOXIE skaper en liten mengde CO2 og CO-eksos fra denne prosessen, sier Hercht at det ikke er noe som kan skade Mars-atmosfæren.
“Det er allerede spor oksygen og CO på Mars fra naturlige årsaker som stråling som bryter opp CO2-molekyler,” sa Hercht. “På mange måter er det det ultimate rene drivstoffsystemet, likt hydrogendrivstoff på jorden.”
Mens MOXIE er et positivt bevis på at det er mulig å skape oksygen på en annen planet, er selve systemet ennå ikke robust nok til å opprettholde et habitat på Mars. For å gjøre det sa Hecht at forskere må skalere MOXIE opp til størrelsen på en “liten kummefryser.” På denne skalaen kunne MOXIE 2.0 skape nok oksygen til å enten opprettholde 100 besetningsmedlemmer på Mars eller løfte et firemannsmannskap fra planeten i en rakett.
Å skalere opp teknologien i seg selv burde ikke være for utfordrende, sa Hercht, men å kjøre systemet autonomt på Mars i tusenvis av timer kan være vanskeligere, spesielt siden den originale MOXIE så langt bare har kjørt i mindre enn 100 timer siden den havnet i fjor .
I mellomtiden er Hecht og kollegene ivrige etter å fortsette å teste MOXIE både på Mars og i et Mars-simulert laboratorium tilbake på jorden for å presse teknologiens grenser. Spesielt ser de frem til å øke produksjonskapasiteten i løpet av våren på mars når atmosfærisk tetthet og karbondioksidnivåer er høye. Foreløpig er det det tidlig vinter på Mars.
Med litt moxie og MOXIE-generert oksygen ser fremtiden for Mars-habitater bedre ut hver dag.