Química: Mentre l’atenció mediàtica sobre el cràter Jezero se centra en l’helicòpter Ingenuity, que ja ha fet la segona volada, no volem passar per alt que, a pocs metres de distància, en el ròver Perseverance ha començat l’experiment d’utilització de recursos in-situ per a la producció d’oxigen (MOXIE). Concretament, l’instrument MOXIE ha aconseguit la producció d’oxigen molecular (O2) a partir de la reducció de diòxid de carboni (CO2) atmosfèric en monòxid de carboni (CO). En el decurs d’una hora ha aconseguit extraure 5,37 grams d’O2, una xifra aparentment modesta (correspon al consum d’oxigen d’una persona en 10 minuts), però que té un considerable impacte simbòlic per a futures missions de retorn de mostres o, fins i tot, d’estacions tripulades.
Imatge dels components del Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE)
L’instrument MOXIE
L’instrument MOXIE (Experiment d’Utilització de Recurs In-Situ per generar oxigen a Mart) és un dels elements científics del ròver de la NASA Perseverance. Ha estat impulsat per la Direcció de Missions Tecnològiques de l’Espai (STMD) i per la Direcció de Missions d’Exploració i Operacions Humanes (HEOMD) de la NASA. L’investigador principal de MOXIE és Michael Hecht, de l’Observatori Haystack del MIT.
MOXIE té un massa de 15 kg, i unes dimensions de 24 x 24 x 31 cm. El seu consum de potència és de 300 W.
MOXIE vol demostrar la tecnologia de conversió del diòxid de carboni atmosfèric (que suposa el 94,9% del volum de la tènue atmosfera marciana) en oxigen molecular. Concretament, la reacció global és 2 CO2 → 2 CO + O2.
El procés de conversió té lloc a altes temperatures (1070 K). Això exigeix, d’una banda, una font de calor. De l’altra banda, cal que MOXIE incorpori materials resistents a altes temperatures, com un aliatge de níquel i un aerogel de baix pes específic. Finalment, és necessari garantir que aquesta calor no irradiï a altres parts del ròver Perseverance, i per això MOXIE té una recoberta exterior fina d’or, que reflecteix la radiació calorífica (infraroja).
El test del 20 d’abril del 2021
La primera prova del MOXIE tingué lloc en el sol 60 de la missió, corresponent al 20 d’abril del 2021. Després d’un escalfament de dues hores i dos quarts, es va fer, durant una hora de producció, un total de 5,37 grams d’O2.
En el proper any marcià, MOXIE realitzarà un mínim de nou proves addicional de producció d’oxigen. Durant la primera fase, caldrà comprovar i caracteritzar el funcionament de l’instrument. En la segona fase es determinarà l’impacte de factors ambientals (hora del dia, estació de l’any) en la producció d’oxigen. En la tercera fase es s’estudiarà l’impacte de factors intents, com la temperatura de reacció.
La producció d’oxigen a Mart en futures missions
Generar, aïllar i emmagatzemat oxigen diatòmic a Mart serà un component necessari per a futures missions. L’oxigen líquid generat serà el comburent per a coets que escapin del camp gravitatori de Mart (tripulats o no). A més, l’oxigen és un nutrient imprescindible per a missions tripulades en la superfície marciana.
Per exemple, una missió tripulada a Mart integrada per quatre cosmonautes necessitaria 1 tona mètrica d’O2 cada any per a les seves necessitats respiratòries. Però la quantitat necessària d’oxigen per fer el llançament del coet que els retornaria a la Terra seria 25 vegades superior a aquesta xifra. De fet, caldria més massa d’oxigen com a comburent (25 tones) que no pas massa de combustible (7 tones). Produir tot aquest oxigen a Mart estalviaria la càrrega del llançament de la Terra. Per comptes de carregar-hi 25 tones d’oxigen, n’hi hauria prou de carregar-hi un conversor d’oxigen d’1 tona de massa.
El conversor d’oxigen produeix monòxid de carboni com a subproducte. Si bé en el disseny de MOXIE, el CO és abocat amb el CO2 sobrant, també se’l podria reaprofitar com a combustible directament, o bé utilitzar-lo per a la producció d’un combustible encara més eficient, el metà (CH4). Una altra aplicació del conversor d’oxigen seria la producció d’aigua, en la que caldria també una font d’hidrogen.
En tot cas, es pot dir que MOXIE és la primera demostració d’una utilització de recurs in-situ (en aquest cas, l’atmosfera marciana).
Lligams:
- NASA's Perseverance Mars Rover Extracts First Oxygen From Red Planet, comunicat de premsa de la NASA.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada