Uma caixa “histórica” ​​em Marte produz oxigênio à taxa de uma árvore

Quando a sonda robótica da NASA decolou para Marte no ano passado, trouxe consigo uma pequena caixa dourada, chamada MOXIE, para experimentar o uso dos recursos de oxigênio do local em Marte.

Desde então, a MOXIE produz oxigênio do ar rarefeito de Marte.

E na quarta-feira no Science Advances, a equipe por trás dessa estranha ferramenta confirmou que o MOXIE funciona tão bem que sua produção de oxigênio é comparável à modesta taxa de produção da árvore da Terra.

Até o final de 2021, dados extensivos mostraram que o MOXIE atingiu com sucesso sua meta de produção de oxigênio de seis gramas por hora durante sete ciclos experimentais separados, bem como em várias condições climáticas. Isso inclui dia e noite, as diferentes estações de Marte e outras coisas assim.

“A única coisa que não mostramos é correr ao amanhecer ou ao anoitecer, quando a temperatura muda drasticamente”, disse Michael Hecht, investigador principal da missão MOXIE no Observatório Haystack do MIT. Ele disse em um comunicado de imprensa. “Nós realmente temos isso na manga que nos permite fazer isso, e uma vez que testamos isso em laboratório, podemos alcançar este último marco para mostrar que podemos realmente correr a qualquer momento.”

Para cientistas e agências espaciais, é especialmente empolgante que a promessa do MOXIE seja forte, pois os cronogramas propostos para missões a Marte carregadas de astronautas se aproximam para aprender como manter os exploradores espaciais no Planeta Vermelho seguros no futuro.

O objetivo do CEO da SpaceX, Elon Musk, de pousar humanos em Marte parece ser 2029, por exemplo, e o da NASA. Próxima missão à Lua Artemis I Destina-se a preparar o caminho para os voos para Marte Planejado nos anos trinta ou quarenta do século XX. “Para apoiar uma missão humana a Marte, temos que trazer muitas coisas da Terra, como computadores, trajes espaciais e habitats”, disse Jeffrey Hoffman, vice-investigador principal do MOXIE e professor do MIT, em um comunicado à imprensa. “Mas estúpido oxigênio velho? Se você pode chegar lá, vá encontrá-lo – você está muito à frente do jogo.”

Do jeito que está, o MOXIE é bem pequeno (basicamente do tamanho de uma torradeira), mas isso provavelmente é uma coisa boa. Isso significa que, se os cientistas de alguma forma puderem aumentar o volume do cubo decorado, o MOXIE poderá produzir mais de seis gramas de oxigênio por hora.

“Aprendemos muito que orientará os sistemas futuros em maior escala”, disse Hecht.

Talvez um dia, dizem os pesquisadores, possa eventualmente produzir oxigênio à taxa de várias centenas de árvores, sustentando assim os astronautas quando chegarem a Marte e abastecendo os foguetes que requerem o elemento da vida para trazer a tripulação de volta à Terra.

“Os astronautas que passam um ano na superfície podem usar uma tonelada métrica entre eles”, disse Hecht em um comunicado à imprensa da NASA no ano passado. Mas, De acordo com a agência espacialTirar quatro astronautas da superfície de Marte em uma missão futura exigiria cerca de 15.000 libras (7 toneladas) de combustível de foguete e 55.000 libras (25 toneladas) de oxigênio. Obter todo esse oxigênio da Terra seria proibitivamente caro e ineficiente.

Então, diz Hoffman, por que não produzir todo o oxigênio no próprio planeta árido?

Como o MOXI funciona?

Em Marte, o MOXIE está convertendo ativamente o dióxido de carbono na atmosfera marciana – onde o elemento representa 96% – em oxigênio respirável.

Um pouco da química 101 é que as moléculas de dióxido de carbono são compostas de um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio. Esses pequenos pedaços são basicamente colados. Mas uma ferramenta dentro do MOXIE, chamada eletrolisador de óxido sólido, pode coletar os fragmentos de oxigênio dentro das moléculas de dióxido de carbono nas quais os cientistas estão interessados. Uma vez concluídas, todas as moléculas de oxigênio flutuantes são recombinadas em O2, também conhecido como dois átomos de oxigênio, mais conhecido como o tipo de oxigênio que conhecemos e amamos.

Eu sei que é diferente, mas ainda estou pensando no WALL-E da Pixar fazendo isso. Então, como wal-e diz: Ta-da!

“Esta é a primeira demonstração de realmente usar recursos na superfície de outro corpo planetário e convertê-los quimicamente em algo que pode ser útil para uma missão humana”, disse Hoffman. “É histórico nesse sentido.”

Durante todo o processo, esse processo requer o uso de super calor – as temperaturas atingem cerca de 800 graus Celsius – que é o que dá ao MOXIE seu revestimento dourado distinto.

Assim como o Telescópio Espacial James Webb, carro-chefe da NASA, o MOXIE deve ser protegido do calor infravermelho porque opera com o mesmo calor. O revestimento de ouro faz exatamente isso e, de fato, os espelhos JWST também são banhados a ouro pelo motivo exato.

Em seguida, a equipe do MOXIE pretende demonstrar que o MOXIE funciona bem mesmo sob condições mais intensas, como a próxima corrida que ocorrerá durante “a maior intensidade do ano”, disse Hecht. “Vamos definir tudo o mais alto que pudermos e deixar correr o maior tempo possível.”