Kotak “bersejarah” di Mars menghasilkan oksigen dengan kecepatan satu pohon

Ketika probe robot NASA meluncur ke Mars tahun lalu, ia membawa serta kotak emas kecil, yang disebut MOXIE, untuk bereksperimen dengan menggunakan sumber oksigen situs di Mars.

Sejak itu, MOXIE telah memproduksi oksigen dari udara tipis Mars.

Dan Rabu di Science Advances, tim di balik alat aneh ini mengkonfirmasi bahwa MOXIE bekerja dengan sangat baik sehingga produksi oksigennya sebanding dengan tingkat produksi sederhana pohon Bumi.

Pada akhir tahun 2021, data ekstensif menunjukkan bahwa MOXIE telah berhasil mencapai target keluaran oksigen enam gram per jam selama tujuh siklus percobaan terpisah, serta dalam berbagai kondisi cuaca. Ini termasuk siang dan malam, musim yang berbeda di Mars dan hal-hal lain seperti itu.

“Satu-satunya hal yang belum kami tunjukkan adalah berlari saat fajar atau senja, ketika suhu berubah secara dramatis,” kata Michael Hecht, peneliti utama misi MOXIE di Observatorium Haystack MIT. Dia mengatakan dalam siaran pers. “Kami benar-benar memilikinya yang memungkinkan kami melakukan itu, dan setelah kami mengujinya di lab, kami dapat mencapai tonggak terakhir ini untuk menunjukkan bahwa kami benar-benar dapat berlari kapan saja.”

Bagi para ilmuwan dan badan antariksa, sangat menarik bahwa janji MOXIE kuat, karena jadwal yang diusulkan untuk misi Mars yang sarat astronot tampak untuk mempelajari bagaimana menjaga penjelajah ruang angkasa di Planet Merah tetap aman di masa depan.

Tujuan CEO SpaceX Elon Musk untuk mendaratkan manusia di Mars tampaknya adalah 2029, misalnya, dan NASA. Misi Artemis I Moon yang akan datang Ini bertujuan untuk membuka jalan bagi penerbangan Mars Direncanakan pada tahun tiga puluhan atau empat puluhan abad kedua puluh. “Untuk mendukung misi manusia ke Mars, kita harus membawa banyak hal dari Bumi, seperti komputer, pakaian antariksa, dan habitat,” kata Jeffrey Hoffman, wakil peneliti utama di MOXIE dan profesor di MIT, dalam siaran pers. “Tapi oksigen tua yang bodoh? Jika kamu bisa sampai di sana, carilah – kamu jauh di depan permainan.”

Seperti berdiri, MOXIE cukup kecil (pada dasarnya ukuran pemanggang roti), tapi itu mungkin hal yang baik. Ini berarti bahwa jika para ilmuwan entah bagaimana dapat meningkatkan volume kubus yang dihias, MOXIE dapat menghasilkan lebih dari enam gram oksigen per jam.

“Kami telah belajar banyak yang akan memandu sistem masa depan dalam skala yang lebih besar,” kata Hecht.

Mungkin suatu hari, kata para peneliti, pada akhirnya bisa menghasilkan oksigen dengan kecepatan beberapa ratus pohon, sehingga menopang astronot begitu mereka mencapai Mars dan mengisi bahan bakar roket yang membutuhkan elemen kehidupan untuk membawa kru kembali ke Bumi.

“Astronot yang menghabiskan satu tahun di permukaan mungkin menggunakan satu metrik ton di antara mereka,” kata Hecht dalam rilis berita NASA tahun lalu. Tetapi, Menurut badan antariksaMendapatkan empat astronot dari permukaan Mars pada misi masa depan akan membutuhkan sekitar 15.000 pon (7 metrik ton) bahan bakar roket dan 55.000 pon (25 metrik ton) oksigen. Mendapatkan semua oksigen ini dari Bumi akan sangat mahal dan tidak efisien.

Jadi, kata Hoffman, mengapa tidak menghasilkan semua oksigen di planet gersang itu sendiri?

Bagaimana cara kerja MOXIE?

Di Mars, MOXIE secara aktif mengubah karbon dioksida di atmosfer Mars – di mana elemen tersebut mencapai 96% – menjadi oksigen yang dapat bernapas.

Sedikit kimia 101 adalah bahwa molekul karbon dioksida terdiri dari satu atom karbon dan dua atom oksigen. Potongan-potongan kecil ini pada dasarnya direkatkan. Tetapi alat di dalam MOXIE, yang disebut elektroliser oksida padat, dapat mengumpulkan fragmen oksigen di dalam molekul karbon dioksida yang diminati para ilmuwan. Setelah selesai, semua molekul oksigen mengambang digabungkan kembali menjadi O2, juga dikenal sebagai dua atom oksigen, lebih dikenal sebagai jenis oksigen yang kita kenal dan cintai.

Saya tahu ini berbeda, tapi saya masih berpikir tentang Pixar’s WALL-E yang melakukannya. Jadi, seperti yang dikatakan wal-e: Ta-da!

“Ini adalah demonstrasi pertama yang benar-benar menggunakan sumber daya di permukaan benda planet lain, dan mengubahnya secara kimiawi menjadi sesuatu yang mungkin berguna untuk misi manusia,” kata Hoffman. “Ini adalah sejarah dalam pengertian itu.”

Sepanjang prosesnya, proses ini membutuhkan penggunaan panas super – suhu mencapai sekitar 1.470 derajat Fahrenheit (800 derajat Celcius) – yang memberi MOXIE lapisan emasnya yang khas.

Seperti halnya Teleskop Luar Angkasa James Webb andalan NASA, MOXIE harus dilindungi dari panas inframerah karena beroperasi dengan panas yang sama. Pelapisan emas melakukan hal itu, dan sebenarnya cermin JWST juga berlapis emas untuk alasan yang tepat.

Selanjutnya, tim MOXIE bermaksud untuk menunjukkan bahwa MOXIE berkinerja baik bahkan di bawah kondisi yang lebih intens, seperti lari mendatang yang akan terjadi selama “intensitas tertinggi tahun ini,” kata Hecht. “Kami akan mengatur segalanya setinggi yang kami berani, dan membiarkannya berjalan selama mungkin.”