El Perseverance logra generar tanto oxígeno en Marte como un árbol

En un estudio publicado en la revista 'Science Advances', los investigadores informan de que, para fines de 2021, MOXIE pudo producir oxígeno en siete carreras experimentales. En cada ejecución, el instrumento alcanzó su objetivo de producir seis gramos de oxígeno por hora.

Los investigadores prevén que una versión ampliada de MOXIE podría enviarse a Marte antes de una misión humana, para producir continuamente oxígeno a la velocidad de varios cientos de árboles. Con esa capacidad, el sistema debería generar suficiente oxígeno para sostener a los humanos una vez que lleguen y alimentar un cohete para que los astronautas regresen a la Tierra.

El trabajo de MOXIE en Marte también representa la primera demostración de la «utilización de recursos in situ», que es la idea de recolectar y usar los materiales de un planeta (en este caso, el dióxido de carbono en Marte) para generar recursos (como el oxígeno) que de lo contrario tienen que ser transportados desde la Tierra. Por ese motivo, para Jeffrey Hoffman, profesor en el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica en el MIT, el experimento puede calificarse de «histórico».

La versión actual de MOXIE tiene un diseño pequeño, para caber a bordo del Perseverance, y está diseñada para funcionar por períodos cortos, arrancando y apagándose con cada carrera, según el cronograma de exploración del rover y las responsabilidades de la misión. Por el contrario, una fábrica de oxígeno a gran escala incluiría unidades más grandes que, idealmente, funcionarían de forma continua.

Para obtener oxígeno puro, MOXIE aspira primero el aire marciano a través de un filtro que lo limpia de contaminantes. Luego, el aire se presuriza y se envía a través del electrolizador de óxido sólido (SOXE), un instrumento que divide electroquímicamente el aire rico en dióxido de carbono en iones de oxígeno y monóxido de carbono.

Luego, los iones de oxígeno se aíslan y se recombinan para formar oxígeno molecular respirable u O 2 , que MOXIE luego mide en cantidad y pureza antes de liberarlo al aire de manera inofensiva, junto con el monóxido de carbono y otros gases atmosféricos.

Desde el aterrizaje del rover en febrero de 2021, los ingenieros de MOXIE han puesto en marcha el instrumento siete veces a lo largo del año marciano, cada vez tardando unas horas en calentarse, luego otra hora para producir oxígeno antes de apagarse. Cada ejecución se programó para una hora diferente del día o de la noche, y en diferentes estaciones, para ver si MOXIE podía adaptarse a los cambios en las condiciones atmosféricas del planeta.

«La atmósfera de Marte es mucho más variable que la de la Tierra», señala Hoffman. «La densidad del aire puede variar en un factor de dos a lo largo del año, y la temperatura puede variar en 100 grados. Un objetivo es demostrar que podemos funcionar en todas las estaciones», añade.

A medida que MOXIE continúa produciendo oxígeno en Marte, los ingenieros planean impulsar su capacidad y aumentar su producción, particularmente en la primavera marciana, cuando la densidad atmosférica y los niveles de dióxido de carbono son altos. También controlarán el sistema en busca de signos de desgaste. Como el instrumento debe encenderse y apagarse con cada ejecución, el estrés térmico puede degradar el sistema con el tiempo.

Si MOXIE puede funcionar con éxito a pesar de encenderse y apagarse repetidamente, esto sugeriría que un sistema a gran escala, diseñado para funcionar de forma continua, podría hacerlo durante miles de horas. «Para apoyar una misión humana a Marte, tenemos que traer muchas cosas de la Tierra, como computadoras, trajes espaciales y hábitats», dice Hoffman. «¿Pero el viejo y tonto oxígeno? Si puedes hacerlo allí, mejor. Estarás muy por delante en el juego».