Perseveranza

In un primato tecnologico, la NASA ha fatto un sorso di aria respirabile su Marte

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Bene, non è questa una boccata d'aria fresca: un esperimento a bordo del rover Mars Perseverance progettato per produrre ossigeno respirabile dall'anidride carbonica è stato acceso e funziona ! Il 20 aprile ha prodotto 5 grammi di ossigeno, non una quantità enorme, ma è progettato per produrre fino a 10 grammi all'ora, e questa è la prima volta che l'ossigeno viene convertito dall'aria nativa su un altro pianeta.

Il dispositivo si chiama MOXIE — Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment — ed è piccolo (come tutto ciò che viene inviato su Marte, le dimensioni e la massa sono un premio). Ha una dimensione di circa 24 x 24 x 31 centimetri (circa le dimensioni di un tostapane o di una batteria per auto a combustione interna) e ha una massa di 17 chilogrammi, il che significa che pesa solo 14 libbre sulla superficie di Marte.

L'atmosfera di Marte è composta per più del 95% di anidride carbonica (il resto è argon e tracce di gas) e ogni molecola di anidride carbonica ha due atomi di ossigeno. MOXIE lavora disegnando in CO2dall'aria e usando l'elettricità per rompere le molecole , creando monossido di carbonio (CO) e molecole di ossigeno (O2) — per gli appassionati di chimica, un catodo divide la CO2e un anodo raccoglie O2. Ha un sensore a bordo che può controllare la purezza dell'O2creato, e poi lo sfiata nuovamente nell'atmosfera.



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Lo strumento MOXIE è visto qui mentre veniva installato nel rover Perseverance al JPL in California a marzo 2019. Credit: NASA/JPL-CaltechIngrandire

Lo strumento MOXIE è visto qui mentre veniva installato nel rover Perseverance al JPL in California a marzo 2019. Credito: NASA/JPL-Caltech

Ci vuole un po' di energia e calore per farlo; MOXIE consuma 300 Watt e genera temperature fino a 800° C! È progettato con molta attenzione per sfogare quel calore in un modo che non danneggi nient'altro sul rover ed è anche isolato in modo che il calore disperso non causino alcun problema.

MOXIE è un banco di prova, progettato per vedere se questo genere di cose è possibile anche su Marte. Il fatto che abbia funzionato è molto interessante e sarò interessato a vedere come si comporta quando viene portato a piena capacità.

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La ragione di tutto questo è in qualche modo ovvia; gli esseri umani hanno bisogno di ossigeno per vivere. Consumiamo circa 850 grammi di O 2 un giorno mentre respiriamo , o circa 300 chili (quasi 700 libbre) all'anno. MOXIE da solo non può produrre così tanto, ma ancora una volta non è progettato per farlo effettivamente, è solo per assicurarsi che la tecnologia funzioni. Tuttavia, solo quattro MOXIE potrebbero mantenere la respirazione umana su Marte. Quella prima quantità prodotta, 5 grammi, è sufficiente per circa 10 minuti di respirazione per una singola persona.

L'esperimento MOXIE si trova nell'angolo anteriore destro del rover Perseverance, proprio dietro l'albero che contiene molte delle sue fotocamere ad alta risoluzione. Credito: NASA/JPL-CaltechIngrandire

L'esperimento MOXIE si trova nell'angolo anteriore destro del rover Perseverance, proprio dietro l'albero che contiene molte delle sue fotocamere ad alta risoluzione. Credito: NASA/JPL-Caltech

ma oh2è molto più utile che tenere in giro sacchi di carne animata. È anche un componente necessario del propellente per razzi. In tal caso, è necessario molto di più: ci vogliono circa 6 tonnellate di O2per astronauta affinché un razzo scenda da Marte e vada nello spazio (assumendo il tipo di propellente che la NASA sta cercando per la missione futura). Portare così tanto ossigeno su Marte è difficile, quindi riuscire a farcela sul posto è fondamentale per l'esplorazione umana. Anche se qualche futuro superMOXIE pesasse parecchie tonnellate, sarebbe meglio mandarlo su Marte a lungo termine per fare aria.

MOXIE verrà utilizzato molte più volte nel prossimo anno marziano (che è lungo due anni terrestri) e in condizioni diverse per assicurarsi che funzioni bene in diversi momenti della giornata e dell'anno. Marte ha stagioni e le temperature oscillano parecchio nel corso di un giorno e di un anno, a seconda della posizione, quindi è importante vedere come si comporta MOXIE in queste circostanze.

La calotta polare meridionale di Marte (usando la luce infrarossa, verde e blu), che è principalmente ghiaccio d'acqua con un sottile strato di ghiaccio di anidride carbonica in cima, ripresa da Mars Express. Credito: ESA / G. Neukum (Freie Universitaet, Berlino) / Bill DunfordIngrandire

La calotta polare meridionale di Marte (usando la luce infrarossa, verde e blu), che è principalmente ghiaccio d'acqua con un sottile strato di ghiaccio di anidride carbonica in cima, ripresa da Mars Express. Credito: ESA / G. Neukum (Libera Università, Berlino) / Bill Dunford

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Nel caso ve lo stiate chiedendo, usare qualcosa come MOXIE per terraformare Marte - renderlo più simile alla Terra, con un'atmosfera respirabile - non funzionerà, almeno non da solo. Per prima cosa, supponiamo che tu possa convertire 1000 tonnellate di CO2nel2al giorno: ci vorrebbero ancora 70 milioni di anni per convertire l'intera atmosfera. E anche allora non è neanche lontanamente abbastanza; l'ossigeno nell'atmosfera terrestre in massa è 40 volte la massa di l'intera atmosfera di Marte . Quindi sarebbe ancora solo una frazione dell'ossigeno necessario*.

E avresti comunque bisogno di azoto o di qualche altro gas inerte per recuperare la maggior parte del resto dell'aria. Come ho già sottolineato, non c'è abbastanza CO congelata2ai poli per intaccare questi numeri. Se vogliamo rendere abitabile Marte, ci vorrà molto più sforzo.

Ma la buona notizia è che se e quando metteremo gli umani su Marte non ne avremo bisogno per poter camminare all'aria aperta. Possono vivere in habitat, sopra o sotto terra, che impiegheranno molto meno tempo2lavorare. MOXIE è il primo passo verso questo, e finora sembra essere un buon passo.


*Avresti bisogno di meno in generale perché Marte è più piccolo, ma questa è una piccola correzione rispetto a un enorme deficit.



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