Eksperimentet, en del av NASAs Perseverance Rover Mission som landet på Mars i februar 2021, er første gang ressurser fra en annen planet har blitt forvandlet til noe nyttig for menneskelige oppdrag, sa forskere. Den lille boksen, skapt av NASAs Jet Propulsion Laboratory og MIT, lager nok oksygen til å matche produksjonen fra et lite tre på jorden, og kan gjøre det i løpet av dagen og natten under flere årstider på mars.
“Det er hva oppdagelsesreisende har gjort i uminnelige tider,” sa Jeffrey Hoffman, en tidligere NASA-astronaut som er assisterende hovedetterforsker av MOXIE-oppdraget og professor i romfartsteknikk ved MIT. “Finn ut hvilke ressurser som er tilgjengelige der du skal og finn ut hvordan du bruker dem.”
Rombyråer, forskere og gründere roper etter at mennesker skal utforske Mars. NASAs etterlengtede og urolige Artemis-oppdrag til månen regnes som et springbrett for å utforske Mars i det neste tiåret eller så. Kina håper å sette mennesker på planeten ved 2033. Elon Musk, verdens rikeste person og administrerende direktør for SpaceX, antydet å gjøre det 2029.
Men å få mennesker på Mars krever flere kompliserte ting for å skje, sa Hoffman. Astronauter må tåle høye nivåer av kosmisk stråling under den lange reisen til planeten. Å reise til og fra Mars kan ta mer enn 8 måneder, så det må være rikelig med mat og medisiner for romreisende.
Kanskje det viktigste er en pålitelig tilførsel av oksygen, sa Hoffman. Astronauter trenger det for å puste inn ethvert midlertidig habitat de oppretter på Mars, så vel som i romdrakttanker når de er ute og utforsker planeten. Det er også et avgjørende drivmiddel for å gi drivstoff til raketten de trenger for å returnere fra Mars til Jorden.
Rombyråer kan sende opp nok oksygen til Mars til at astronauter kan puste og ta hjemturen, sa Hoffman, men å gjøre det ville være svært kostbart, siden det ville ta flere rakettoppskytinger. Å lage oksygenet på Mars fra karbondioksidet i atmosfæren ville være billigere, sa han. Mars atmosfære består av omtrent 96 prosent karbondioksid.
For å teste deres evne til å omdanne karbondioksid til oksygen, tok NASA med en liten, gylden boks på Perseverance Rover-oppdraget i fjor. Siden april 2021 har MOXIE kjørt flere tester der den produserte oksygen under forskjellige tider av marsdagen og under forskjellige sesongmessige forhold. Under hvert eksperiment skapte boksen omtrent 6 gram oksygen per time, lik produksjonen fra et beskjedent tre på jorden. (I sin siste test, som vil bli publisert i en fremtidig avis, sa Hoffman at maskinens produksjon økte til 10 gram per time.)
Hvis teknologien mestres, må forskerne skalere størrelsen på maskinen betraktelig og sikre at den kan kjøre kontinuerlig. For å opprettholde et menneskelig oppdrag til Mars og få folk tilbake, sa Hoffman, må minst 4,5 til 6,5 pund oksygen lages i timen under et flerårig oppdrag. “Det ville kreve å skalere ting opp med flere hundre ganger,” sa han.
Maskinen kan kjøre under de fleste deler av marsdagen, bortsett fra noen få spesifikke tider.
“Det eneste vi ikke har demonstrert er å løpe ved daggry eller skumring, når temperaturen [on Mars] endrer seg vesentlig,” sa Michael Hecht, hovedetterforsker av MOXIE-oppdraget ved MITs Haystack Observatory. “Vi har et ess i ermet som lar oss gjøre det, og når vi tester det i laboratoriet, kan vi nå den siste milepælen for å vise at vi virkelig kan løpe når som helst.”
Ingeniører planlegger å presse MOXIE-enheten til sine grenser, øke oksygenproduksjonskapasiteten og sikre at den fungerer i løpet av Mars-våren, når planetens atmosfære er tett og karbondioksidnivåene er høye. “Vi vil sette alt så høyt som vi tør, og la det gå så lenge vi kan,” sa Hecht.
Ingeniører vil overvåke maskinen for slitasje og se om den tåler nok belastning til å foreslå at den kan konverteres til et fullskalasystem som kan kjøre kontinuerlig i tusenvis av timer. I så fall kan effektene være betydelige.
“For å støtte et menneskelig oppdrag til Mars, må vi ta med mye ting fra jorden,” sa Hoffman. “Men dum gammel oksygen? Hvis du kan komme dit, gå for det – du er langt foran spillet.»