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Das erste Experiment zur Erzeugung von Sauerstoff auf einem anderen Planeten auf dem Mars wurde abgeschlossen, nachdem es die ursprünglichen Ziele der NASA übertroffen und Fähigkeiten demonstriert hatte, die künftigen Astronauten bei der Erforschung des Roten Planeten helfen könnten.
An Bord des Rovers Perseverance befindet sich ein mikrowellengroßes Gerät namens MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment).
Die Das Experiment begann Vor mehr als zwei Jahren, wenige Monate nachdem der Rover auf dem Mars gelandet war. Seitdem hat MOXIE 122 Gramm Sauerstoff produziert, was der Menge entspricht, die ein kleiner Hund in 10 Stunden einatmet NASA. Das Instrument funktioniert, indem es einen Teil des auf dem Mars reichlich vorhandenen Kohlendioxids in Sauerstoff umwandelt.
Während seiner Spitzenleistung produzierte MOXIE 12 Gramm Sauerstoff pro Stunde mit einer Reinheit von 98 % oder besser, doppelt so viel wie von der NASA für das Instrument angegeben. Am 7. August wurde MOXIE zum sechzehnten und letzten Mal in Betrieb genommen, nachdem alle Anforderungen erfüllt waren.
„Wir sind stolz darauf, fortschrittliche Technologien wie MOXIE zu unterstützen, die heimische Ressourcen in nützliche Produkte für zukünftige Erkundungsmissionen umwandeln können“, sagte Trudy Curtis, Technologiedemonstrationsmanagerin für das Space Technology Mission Directorate im NASA-Hauptquartier, in einer Erklärung. „Indem wir diese Technologie unter realen Bedingungen testen, sind wir einer Zukunft, in der Astronauten jenseits der Erde auf dem Roten Planeten leben, einen Schritt näher gekommen.“
Die dünne Marsatmosphäre besteht zu 96 % aus Kohlendioxid, was für Menschen, die Sauerstoff atmen, keine große Hilfe ist. MOXIE funktioniert durch die Spaltung von Kohlendioxidmolekülen, die aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen bestehen. Es trennt Sauerstoffmoleküle und setzt Kohlenmonoxid als Abfallprodukt frei. Während sich Gase durch das Gerät bewegen, analysiert sein System die Reinheit und Menge des Sauerstoffs.
Für die Herstellung des Werkzeugs wurden hitzebeständige Materialien wie Vergoldung und Aerogel verwendet, da für diesen Umwandlungsprozess Temperaturen von bis zu 1.470 Grad Fahrenheit (798 Grad Celsius) erforderlich sind. Diese Materialien verhindern, dass sich Hitze ausbreitet und Teile des Fahrzeugs beschädigt.
NASA/JPL-Caltech
Ingenieure installierten MOXIE im Jahr 2019 im Rumpf des Perseverance Rovers.
Etwas, das Kohlendioxid effizient in Sauerstoff umwandeln kann, kann in mehrfacher Hinsicht hilfreich sein. Größere und bessere Versionen von so etwas wie MOXIE könnten in Zukunft Lebenserhaltungssysteme mit Atemluft versorgen und den Sauerstoff umwandeln und speichern, der für den Raketentreibstoff benötigt wird, der beim Start auf der Reise zurück zur Erde verwendet wird.
„Die beeindruckende Leistung von MOXIE zeigt, dass es möglich ist, Sauerstoff aus der Marsatmosphäre zu extrahieren – Sauerstoff, der dazu beitragen könnte, zukünftige Astronauten mit Atemluft oder Raketentreibstoff zu versorgen“, sagte die stellvertretende NASA-Administratorin Pam Milroy in einer Erklärung. „Die Entwicklung von Technologien, die es uns ermöglichen, Ressourcen auf dem Mond und dem Mars zu nutzen, ist entscheidend für den Aufbau einer langfristigen Mondpräsenz, die Schaffung einer robusten Mondwirtschaft und die Unterstützung einer ersten menschlichen Erkundungskampagne zum Mars.“
Der Transport von Tausenden Pfund Raketentreibstoff und Sauerstoff auf der ersten Reise von der Erde zum Mars wäre sehr schwierig und teuer und würde bedeuten, dass auf dem Raumschiff weniger Platz für andere lebenswichtige Dinge vorhanden wäre. Technologien wie MOXIE könnten Astronauten helfen, außerhalb der Erde zu leben und die Ressourcen in ihrer Umgebung zu nutzen.
Die Erkenntnisse aus dem kleinen MOXIE-Experiment können nun genutzt werden, um ein Großsystem zu schaffen, das einen Sauerstoffgenerator umfasst, der auch Sauerstoff verflüssigen und speichern kann.
Der nächste große Schritt in diesem Prozess besteht jedoch darin, andere Technologien auf dem Mars zu testen, die eine weitere Erforschung ermöglichen könnten, beispielsweise Instrumente und Gehäusematerialien.
„Wir müssen Entscheidungen darüber treffen, welche Dinge auf dem Mars validiert werden sollen“, sagte Michael Hecht, MOXIEs Hauptforscher am MIT, in einer Erklärung. „Ich denke, es gibt viele Technologien auf dieser Liste; Ich bin so froh, dass MOXIE der Erste war.
