Το ρόβερ Perseverance της NASA, περιλαμβάνει ένα πειραματικό όργανο, που ονομάζεται MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), το οποίο μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα, που είναι άφθονο στον Άρη, σε οξυγόνο!
Ήδη πριν λίγες μέρες, μετά από προθέρμανση περίπου δυο ωρών, το MOXIE παρήγαγε τα πρώτα 5,4 γραμμάρια οξυγόνου. Αυτή η ποσότητα αρκεί για να διατηρήσει έναν αστροναύτη για περίπου 10 λεπτά. Το MOXIE, που έχει μέγεθος φρυγανιέρας, είναι μια τεχνολογική επίδειξη. Εάν όμως το πείραμα είναι επιτυχές, η τεχνολογία του θα μπορούσε να βοηθήσει την ανθρώπινη εξερεύνηση του Άρη στο μέλλον.
Η λεπτή ατμόσφαιρα του Άρη αποτελείται από 96% διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο δε βοηθά τους ανθρώπους που αναπνέουν οξυγόνο. Γι' αυτό το λόγο, μια τεχνολογία που μπορεί να μετατρέψει αυτό το διοξείδιο του άνθρακα σε οξυγόνο αποτελεσματικά, θα έδινε μεγάλη βοήθεια στην εξερεύνηση του Κόκκινου Πλανήτη. Μεγαλύτερες και καλύτερες εκδόσεις του MOXIE στο μέλλον θα μπορούσαν να μετατρέπουν και να αποθηκεύουν το οξυγόνο που απαιτείται για τα καύσιμα των πυραύλων, αλλά και για συστήματα υποστήριξης ζωής με αναπνεύσιμο αέρα.
Η βασική λειτουργία του MOXIE είναι να διαιρεί μόρια διοξειδίου του άνθρακα, τα οποία περιλαμβάνουν ένα άτομο άνθρακα και δύο άτομα οξυγόνου. Δηλαδή διαχωρίζει τα μόρια οξυγόνου από το διοξείδιο και εκπέμπει μονοξείδιο του άνθρακα ως απόβλητο προϊόν. Παίρνει ρηγόλιθο, την ουσία που βρίσκεται στο έδαφος και το περνά μέσω μιας μονάδας επεξεργασίας, μετατρέποντάς το σε μια μεγάλη δομή ή παίρνοντας διοξείδιο του άνθρακα (το μεγαλύτερο μέρος της ατμόσφαιρας) και το μετατρέπει σε οξυγόνο. Αυτή η διαδικασία μετατρέπει αυτά τα άφθονα υλικά σε χρήσιμα πράγματα: προωθητικό, αναπνευστικός αέρας ή σε συνδυασμό με υδρογόνο - νερό.
Για την κατασκευή του οργάνου, χρησιμοποιήθηκαν υλικά ανθεκτικά στη θερμότητα όπως επίστρωση χρυσού και αεροπηκτώματος. Αυτό, διότι η διαδικασία μετατροπής απαιτεί θερμοκρασίες τόσο υψηλές που φτάνουν τους 800 βαθμούς Κελσίου. Αυτά τα υλικά εμποδίζουν την ακτινοβολία της θερμότητας άρα και πιθανές βλάβες στο ρόβερ.
"Αυτό είναι ένα κρίσιμο πρώτο βήμα για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε οξυγόνο στον Άρη", δήλωσε ο Jim Reuter, αναπληρωτής διαχειριστής της Διεύθυνσης Διαστημικής Τεχνολογίας της NASA.
"Το MOXIE έχει ακόμη αρκετή δουλειά, και τα αποτελέσματα αυτής της τεχνολογικής επίδειξης είναι γεμάτα υποσχέσεις καθώς προχωράμε προς τον στόχο μας, να βλέπουμε ανθρώπους στον Άρη. Δεν είναι μόνο το οξυγόνο που αναπνέουμε. Το προωθητικό πυραύλων εξαρτάται από το οξυγόνο και οι μελλοντικοί εξερευνητές θα πρέπει να το παράγουν με κάποιον τρόπο στον Άρη για να κάνουν το ταξίδι στο σπίτι".
Για την εκτόξευση τεσσάρων αστροναυτών από την επιφάνεια του Άρη, απαιτούνται περίπου 15.000 κιλά καύσιμου πυραύλου και 55.000 λίβρες οξυγόνου. Ζώντας στην επιφάνεια του Άρη, οι εξερευνητές του διαστήματος θα καταναλώνουν πολύ λιγότερα.
"Οι αστροναύτες που περνούν ένα χρόνο στην επιφάνεια θα χρησιμοποιούν ίσως έναν τόνο από αυτούς", δήλωσε ο Μάικλ Χέχτ, κύριος ερευνητής του MOXIE στο Παρατηρητήριο Haystack του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης.
Η μεταφορά τόσης ποσότητας οξυγόνου από τη Γη στον Άρη θα ήταν εξαιρετικά δύσκολη και δαπανηρή και θα σήμαινε λιγότερο χώρο στο διαστημικό σκάφος για άλλες ανάγκες.
Ωστόσο, ένας μετατροπέας οξυγόνου βάρους περίπου 1 τόνου (μια μεγάλη, ισχυρή μελλοντική γενιά MOXIE) θα μπορούσε να παράγει το απαιτούμενο οξυγόνο.
Στις μελλοντικές δοκιμές, το MOXIE πιθανότατα θα παράγει έως 10 γραμμάρια οξυγόνου ανά ώρα. Το όργανο θα διεξάγει δοκιμές περίπου εννέα ακόμη φορές τα επόμενα δύο χρόνια και η ερευνητική ομάδα θα χρησιμοποιήσει δεδομένα για να σχεδιάσει τις μελλοντικές εκδόσεις του MOXIE. Αυτό, θυμίζει τους στόχους που έχουν τεθεί για το ελικόπτερο Ingenuity, το οποίο είναι επίσης μια τεχνολογική επίδειξη. Το MOXIE ουσιαστικά πρέπει να πάει στα όρια του.
"Στην πρώτη φάση, η ομάδα θα αξιολογήσει τη λειτουργία του οργάνου. Στην δεύτερη, θα δοκιμάσει το MOXIE υπό διαφορετικές συνθήκες, όπως διαφορετική ώρα της ημέρας ή διαφορετικές εποχές. Στην τρίτη και τελευταία φάση, θα το πιέσουμε περισσότερο δοκιμάζοντας νέους τρόπους λειτουργίας ή βάζοντας «νέες διαδρομές», όπως έναν αγώνα όπου συγκρίνουμε τις λειτουργίες σε τρεις ή περισσότερες διαφορετικές θερμοκρασίες»", δήλωσε ο Χέχτ.
Τα θετικά αποτελέσματα αυτής της πρώτης δοκιμής του MOXIE φέρνουν τις αποστολές του Άρη ένα βήμα πιο κοντά στην προσγείωση ανθρώπων στον Κόκκινο Πλανήτη.