Keď robotická sonda NASA minulý rok odštartovala na Mars, priniesla so sebou malú zlatú škatuľku s názvom MOXIE, aby mohla experimentovať s využitím zdrojov kyslíka na Marse.

Odvtedy MOXIE vyrába kyslík z riedkeho marťanského vzduchu.

A v stredu v Science Advances tím, ktorý stojí za týmto zvláštnym nástrojom, potvrdil, že MOXIE funguje tak dobre, že jeho produkcia kyslíka je porovnateľná so skromnou produkciou pozemského stromu.

Do konca roku 2021 rozsiahle údaje ukázali, že MOXIE úspešne dosiahol svoj cieľový výstup kyslíka 6 gramov za hodinu počas siedmich samostatných experimentálnych cyklov, ako aj v rôznych poveternostných podmienkach. To zahŕňa deň a noc, rôzne ročné obdobia na Marse a ďalšie podobné veci.

„Jediná vec, ktorú sme neukázali, je beh za úsvitu alebo súmraku, keď sa teplota dramaticky mení,“ povedal Michael Hecht, hlavný výskumník misie MOXIE na Haystack Observatory na MIT. Povedal to v tlačovej správe. „Naozaj to máme v rukáve, čo nám to umožňuje, a akonáhle to otestujeme v laboratóriu, môžeme dosiahnuť tento posledný míľnik, aby sme ukázali, že naozaj môžeme behať kedykoľvek.“

Pre vedcov aj vesmírne agentúry je obzvlášť vzrušujúce, že prísľub MOXIE je silný, pretože sa črtajú navrhované časové harmonogramy misií na Mars s astronautmi, aby sa naučili, ako v budúcnosti udržať vesmírnych prieskumníkov na Červenej planéte v bezpečí.

Zdá sa, že cieľom generálneho riaditeľa SpaceX Elona Muska pristáť ľudí na Marse je napríklad rok 2029 a cieľ NASA. Nadchádzajúca misia Artemis I Moon Jeho cieľom je pripraviť cestu pre lety na Mars Plánované v tridsiatych alebo štyridsiatych rokoch dvadsiateho storočia. „Aby sme podporili ľudskú misiu na Mars, musíme zo Zeme priniesť veľa vecí, ako sú počítače, skafandre a biotopy,“ uviedol v tlačovej správe Jeffrey Hoffman, zástupca hlavného výskumníka MOXIE a profesor na MIT. „Ale hlúpy starý kyslík? Ak sa tam môžete dostať, choďte ho nájsť – ste ďaleko pred zápasom.“

V súčasnej podobe je MOXIE dosť malý (v podstate má veľkosť hriankovača), ale to je pravdepodobne dobrá vec. To znamená, že ak vedci dokážu nejakým spôsobom zväčšiť objem zdobenej kocky, MOXIE dokáže vyprodukovať viac ako šesť gramov kyslíka za hodinu.

„Naučili sme sa obrovské množstvo, ktoré bude viesť budúce systémy vo väčšom rozsahu,“ povedal Hecht.

Možno jedného dňa, hovoria výskumníci, by mohol nakoniec produkovať kyslík rýchlosťou niekoľkých stoviek stromov, a tak udržať astronautov, keď dosiahnu Mars, a poháňať rakety, ktoré vyžadujú prvok života, aby priviedli posádku späť na Zem.

„Astronauti, ktorí strávia rok na povrchu, môžu medzi sebou použiť jednu metrickú tonu,“ uviedol Hecht v minuloročnej tlačovej správe NASA. Ale, Podľa vesmírnej agentúryDostať štyroch astronautov z povrchu Marsu na budúcu misiu by si vyžadovalo približne 15 000 libier (7 metrických ton) raketového paliva a 55 000 libier (25 metrických ton) kyslíka. Získanie všetkého tohto kyslíka zo Zeme by bolo neúmerne drahé a neefektívne.

Takže, hovorí Hoffman, prečo jednoducho neprodukovať všetok kyslík na samotnej vyprahnutej planéte?

Ako funguje MOXIE?

Na Marse MOXIE aktívne premieňa oxid uhličitý v marťanskej atmosfére – kde tento prvok tvorí neuveriteľných 96 % – na dýchateľný kyslík.

Trochu z chémie 101 je, že molekuly oxidu uhličitého sa skladajú z jedného atómu uhlíka a dvoch atómov kyslíka. Tieto malé kúsky sú v podstate zlepené. Ale nástroj vo vnútri MOXIE, nazývaný elektrolyzér pevných oxidov, môže zbierať fragmenty kyslíka vo vnútri molekúl oxidu uhličitého, o ktoré sa vedci zaujímajú. Po dokončení sa všetky plávajúce molekuly kyslíka rekombinujú do O2, známeho tiež ako dva atómy kyslíka, lepšie známe ako typ kyslíka, ktorý poznáme a milujeme.

Viem, že je to iné, ale stále rozmýšľam nad tým, že by to urobil WALL-E od Pixaru. Takže, ako hovorí wal-e: Ta-da!

„Toto je prvá demonštrácia skutočného využívania zdrojov na povrchu iného planetárneho telesa a ich chemickej premeny na niečo, čo by mohlo byť užitočné pre ľudskú misiu,“ povedal Hoffman. „V tomto zmysle je to historické.“

Celý proces si vyžaduje použitie super tepla – teploty dosahujú okolo 1470 stupňov Fahrenheita (800 stupňov Celzia) – čo dáva MOXIE jeho výrazný zlatý povlak.

Rovnako ako v prípade vlajkovej lode vesmírneho teleskopu NASA Jamesa Webba, aj MOXIE musí byť chránený pred infračerveným teplom, pretože funguje s rovnakým teplom. Pozlátenie robí práve to a v skutočnosti sú zrkadlá JWST pozlátené z presného dôvodu.

Ďalej má tím MOXIE v úmysle preukázať, že MOXIE funguje dobre aj za intenzívnejších podmienok, ako je napríklad nadchádzajúci beh, ktorý sa uskutoční počas „najvyššej intenzity roka,“ povedal Hecht. „Všetko nastavíme tak vysoko, ako si trúfame, a necháme to bežať čo najdlhšie.“