kozmos.hr
Znanost

NASA uspješno stvorila kisik 7 puta na Marsu

objavljeno

Koristeći instrument na NASA-inom roveru znanstvenici su na Marsu čak sedam puta uspjeli proizvesti količinu kisika koju proizvede manje stablo na Zemlji.

Veliki potencijal malog instrumenta

Instrument veličine manje kutije koji se nalazi na najnovijem Marsovom roveru dokazao je da može pouzdano obavljati posao kapaciteta manjeg stabla na površini negostoljubivog Crvenog planeta. Naime, NASA-in rover Perseverance, koji je dotaknuo površinu Marsa u veljači 2021. godine, proizvodi kisik iz atmosfere bogate ugljičnim dioksidom Crvenog planeta koristeći instrument MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) koji vodi MIT.

MOXIE je možda najbolje zamisliti kao instrument koji obavlja proces sličan proizvodnji kisika i vodika iz vode. Instrument radi tako što ‘usisava’ Marsov zrak, filtrira ga, a zatim elektrolizom dijeli ugljični dioksid na kisik i ugljični monoksid.

Instrument MOXIE (In-Situ Resource Utilization Experiment) tijekom postavljanja u rover Perseverance (©NASA/JPL-Caltech).
Instrument MOXIE (In-Situ Resource Utilization Experiment) tijekom postavljanja u rover Perseverance (©NASA/JPL-Caltech).

Nekoliko eksperimenata provedeno je s MOXIE tijekom različitih marsovskih godišnjih doba i u različitim atmosferskim uvjetima, uključujući tijekom dana i noći. Rad objavljen u časopis Science Advances svjedoči kako je MOXIE uspio proizvesti kisik u sedam eksperimentalnih ciklusa do kraja 2021. godine. Sa svakim ciklusom instrument je proizveo šest grama kisika u jednom satu, što je brzina usporediva s brzinom manjeg stabla na Zemlji.

Potencijal za budućnost

Modificirana verzija MOXIE-a bit će poslana na Mars u budućnosti. Ova modificirana verzija trebala bi moći kontinuirano proizvoditi kisik brzinom koja je ekvivalentna nekoliko stotina stabala! Taj bi kapacitet trebao biti dovoljan za održavanje ljudi na planetu, kao i za gorivo raketa astronauta za njihov povratak.

Dosadašnji stalan učinak MOXIE-a predstavlja obećavajući prvi korak prema postizanju tog cilja. Ovo je također prvi put da se materijali planeta (u ovom slučaju, ugljični dioksid na Marsu) mogu sakupiti i koristiti za proizvodnju resursa (kao što je kisik) koji se inače moraju transportirati sa Zemlje. Ovaj poduhvat stoga je doista povijestan korak naprijed prema budućoj ljudskoj prisutnosti u svemiru!

Perseverance pronašao ljudski otpad na Marsu

Proizvodnja kisika na Marsu

Dizajniran da stane na rover Perseverance, MOXIE radi kratko vrijeme prije nego što se isključi prema zahtjevima misije. Buduća, planirana i teoretizirana, ‘tvornica kisika’ ipak bi se trebala sastojati od većih jedinica koje bi radile neprekidno.

Rover Perseverance snimio je ovaj ‘selfie’ helikopterom Ingenuity 6. travnja 2021. godine (©NASA/JPL-Caltech /MSSS).

Iako trenutni dizajn uključuje kompromise, instrument se pokazao pouzdanim i učinkovitim u pretvaranju Marsove atmosfere u čisti kisik. Da bi to učinio MOXIE najprije ‘uvlači’ Marsov zrak kroz filtar koji uklanja zagađivače. Zatim se pritiskom zraka i slanjem kroz Solid Oxide Electrolyzer (SOXE) zrak bogat ugljičnim dioksidom elektrokemijski dijeli na ione kisika i ugljični monoksid. Instrument zatim izolira ione kisika iz zraka i kombinira ih kako bi stvorio molekularni kisik koji se može disati (tj. poznati nam O2). Prije nego što se kisik ispusti natrag u atmosferu zajedno s ugljičnim monoksidom, instrument mjeri čistoća i količina O2.

Instrument MOXIE pokrenut je sedam puta otkako je rover sletio na Mars u veljači 2021. godine. U svakoj od sedam prilika trebalo mu je nekoliko sati da se zagrije, a zatim još jedan sat za proizvodnju kisika prije ponovnog isključivanja. Kako bi se testiralo može li MOXIE prihvatiti promjene atmosferskih uvjeta na planetu, svako je pokretanje zakazano u različito doba dana ili noći ili u različito godišnje doba.

Izazovi

Za razliku od sustava punog opsega, MOXIE ne može kontinuirano raditi kao dio rovera Perseverance. Svaki put kada instrument radi sustav se mora pokrenuti i isključiti, a toplinski stres može istrošiti sustav tijekom vremena. Činjenica da MOXIE može radi unatoč opetovanom uključivanju i isključivanju sugerira da bi sustav punog opsega mogao biti moguć, tj. da bi morao raditi tisuće sati!

Najveći izazov instrumentu predstavlja činjenica da je atmosfera Marsa mnogo promjenjivija od Zemljine. Naime, tijekom cijele godine postoji značajna razlika u gustoći zraka i temperaturi. Jedan cilj je stoga bio dokazati da je MOXIE sposoban raditi u svim godišnjim dobima – što je, u ovom trenutku, instrument uspješno i dokazao! „Jedina stvar koju još nismo demonstrirali je rad u zoru ili sumrak, kada se temperatura značajno mijenja. No i tu imamo ‘asa u rukavu’ koji će nam to omogućiti, a nakon što to testiramo u laboratoriju, možemo dostići tu posljednju prekretnicu i pokazati da možemo proizvoditi kisik bilo kada,“ zaključio je Michael Hecht, vodeći znanstvenik projekt MOXIE.

Novootkrivena i neobjašnjiva Marsova aurora

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

 

Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.

Student povijesti koji u slobodno vrijeme voli čitati i pisati o svojim najdražim temama - povijesti, svemiru i astronomiji.