Perseverance ha prodotto ossigeno su Marte


    Il dispositivo per estrarre Ossigeno dall'atmosfera di Marte denominato MoxieIl rover Perseverance Mars della NASA ha raggiunto un altro traguardo importante riuscendo ad estrarre, per la prima volta, ossigeno dall'atmosfera marziana. Il 20 aprile, il Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE), un dispositivo di forma cubica è riuscito ad estrarre circa 5,4 grammi di ossigeno dall'anidride carbonica attraverso un processo che un giorno potrebbe aiutare gli astronauti a vivere sul Pianeta Rosso respirando ossigeno autoprodotto.

    Immagine 1 - il dispositivo MOXIE mentre viene installato sul rover Perseverance. Credits: NASA/CalTech

    Gli attuali piani per le prime missioni con equipaggio su Marte richiedono agli astronauti una lunga permanenza in superficie cioè fino a quando i pianeti non si troveranno nella giusta posizione per poter effettuare il viaggio di ritorno. Purtroppo, per riuscire a tornare sulla Terra sarà richiesta un'enorme quantità di carburante per i razzi oppure si dovrà trovare il modo di raccogliere risorse direttamente su Marte.

    Le stime sul carburante e l'ossigeno necessari per una missione su Marte

    Attualmente, secondo le stime, sono necessarie 7 tonnellate di carburante per i razzi e 25 tonnellate di ossigeno per portare in orbita quattro astronauti dalla superficie di Marte inoltre, per ogni astronauta è necessaria una tonnellata di ossigeno all'anno per respirare. La quantità di ossigeno richiesta è troppo grande per essere trasportata dalla Terra poichè per trasportare solo l'ossigeno servirebbe un quantitativo talmente elevato di carburante e ossigeno da rendere impraticabile questa modalità di approvviggionamento delle risorse necessarie per una singola missione spaziale. 

     

    Immagine 2 - llustrazione dello strumento MOXIE, raffigurante gli elementi all'interno dello strumento. Credits: NASA/JPLImmagine 2 - llustrazione dello strumento MOXIE, raffigurante gli elementi all'interno dello strumento. Credits: NASA/JPL.

    Nonostante l'atmosfera marziana sia solo un centesimo (1/100) di quella terrestre è quasi tutta composta di anidride carbonica; la CO2 infatti è composta da un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno. Con l'attrezzatura adeguata e la potenza sufficiente potrebbe essere fattibile "generare" ossigeno dalla CO2 marziana.

    Resta informato con la nostra newsletter

    Per esplorare questa possibilità, il rover Perseverance è stato dotato dell'unità MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) per effettuare una dimostrazione pratica della tecnologia che potrebbe supportare le future missioni. Il dispositivo funziona facendo passare l'atmosfera marziana attraverso un filtro HEPA, subito viene compressa e riscaldata ad una temperatura di 800 °C utilizzando un compressore a scorrimento. A questa temperatura elevata, un materiale ceramico separa gli atomi di ossigeno contenuti all'interno dell'anidride carbonica attraverso un processo chiamato elettrolisi ad ossido solido.

    Per quanto riguarda l'unità stessa, è fatta di materiali resistenti al calore ed è isolata termicamente con aerogel. Il guscio esterno è rivestito in oro per riflettere il calore e per proteggere il resto del rover. Nel frattempo, le parti in nichel stampate in 3D aiutano a trasmettere il calore da e verso i gas all'interno.

    Immagine 3 - Grafico dell'ossigeno prodotto dall'unità MOXIE. Credits: MIT Haystack ObservatoryImmagine 3 - Grafico dell'ossigeno prodotto dall'unità MOXIE. Credits: MIT Haystack Observatory.

     

    Per il test effettuato recentemente, l'unità MOXIE è stata riscaldata per due ore prima di entrare in modalità "produzione" ossigeno, generando quasi sei grammi di ossigeno all'ora. La quantità di ossigeno prodotta è sufficiente per far respirare un astronauta per 10 minuti. Una versione futura di MOXIE del peso di una tonnellata potrebbe produrre molte tonnellate di ossigeno.

    Moxie dovrebbe effettuare una serie di test durante tre fasi del prossimo anno marziano ossia quasi due anni terrestri. La prima fase sarà focalizzata sulla sperimentazione dello strumento stesso. La seconda fase servirà ad analizzare la produzione di ossigeno a diverse condizioni atmosferiche e la terza fase esplorerà nuove modalità operative, come ad es. temperature operative variabili.

    «MOXIE non è solo il primo strumento a produrre ossigeno in un altro mondo», scrive Trudy Kortes, direttore delle dimostrazioni tecnologiche all'interno di STMD (The Space Technology Mission Directorate). Si tratta della prima tecnologia del suo genere che aiuterà le missioni future a a vivere su un altro pianeta utilizzando elementi dell'ambiente di un altro mondo, tecnica nota anche come utilizzo delle risorse in situ.

    «Prende della regolite, la sostanza che trovi nel suolo e metterla in un impianto di lavorazione trasformandola in una grande struttura o prendere l'anidride carbonica - abbondante nell'atmosfera e convertirla in ossigeno. Questo processo ci consente di convertire questi materiali abbondanti in cose utilizzabili: propellente, aria respirabile o, combinato con idrogeno, acqua».

    Riferimenti

    NASA’s Perseverance Mars Rover Extracts First Oxygen from Red Planet