Történelmi esemény? A kifejezés talán két okból sem túlzás – először is tehát első ízben sikerült az emberiségnek egy idegen planéta saját erőforrásainak felhasználásával értékes nyersanyagot előállítania („in-situ resource utilization”), amivel sikerülhet elérni, hogy ne kelljen annyi mindent a Marsra szállítani, pusztán csak a legszükségesebb eszközöket. Másodszor ez az első gyakorlati kísérlet, amely során egy bolygó adottságait megpróbáljuk az emberi szükségletekhez alakítani – ha úgy tetszik tehát: terraformálni.

A Perseverance roverbe szerelt, a Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) vezetésével tervezett MOXIE-ról (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) korábban is írtunk, hiszen ezt nem sokkal a marsjáró landolása után tesztelték, hogy működőképes-e egyáltalán a nagy utazást követően. Abban a cikkben megemlítettük azt is, hogy ezt követően a MOXIE-ra hosszabb tesztsorozat várt – ez futott tehát le mostanra, és erről született meg a tanulmány, ami alapján bizony komoly sikerről beszélhetünk.

Újabb rekord: a Perseverance oxigént állított elő a Mars felszínén Ez nem csak a Marsra küldött emberek miatt fontos, de üzemanyag is előállítható lesz így a vörös bolygóról visszatérő rakétáknak.

A kutatók végső célja egy jelentősen felturbózott MOXIE, amit még az emberi legénységgel végrehajtott misszió előtt a vörös bolygóra lehetne küldeni, és amely több száz fa mértékében termelné az oxigént – ez elég lenne már ott az emberi tartózkodás biztosításához, valamint a visszatéréshez szükséges üzemanyaghoz is. A lefuttatott kísérletsorozat szerint pedig ez az ambiciózus cél megvalósítható.

A MOXIE tehát 2021 februárja óta állít elő oxigént a marsi légkör CO2 molekuláinak a felhasználásával: az eszköz először átfújja a marsi levegőt egy szűrőn, amely megtisztítja azt a szennyeződésektől. A levegőt ezután nyomás alá helyezik, és az OxEon Energy által kifejlesztett és épített Solid OXide Electrolyzer-en (SOXE) keresztül továbbítják, amely elektrokémiai úton bontja szét a szén-dioxidban gazdag levegőt oxigénionokra és szén-monoxidra. Az oxigénionokat ezután izolálják, és molekuláris oxigént vagy O2-t állítanak elő belőle, amelynek mennyiségét és tisztaságát a MOXIE méri, mielőtt a szén-monoxiddal és más légköri gázokkal együtt ártalmatlanul visszaengedné a levegőbe.

Mostanra az eszköz 7 tesztmenetet tudhat a háta mögött, és ezek során képes volt oxigént előállítani különféle légköri körülmények között, beleértve a nappalt és az éjszakát, valamint a különböző marsi évszakokat. A műszer minden egyes futtatás során elérte a célt, hogy óránként hat gramm oxigént termeljen – körülbelül annyit, mint egy kisebb földi fa. Miként Jeffrey Hoffman, a MOXIE kutató-helyettese, az MIT professzora fogalmazott:

„Ez az első bemutatója annak, hogy egy másik bolygó felszínén erőforrásokat használunk fel, és kémiailag alakítjuk át azokat olyasvalamivé, ami hasznos lehet egy emberi küldetésben. Ebben az értelemben (a kísérletsorozat) történelmi jelentőségű.”

A mostani MOXIE tervezése során több kompromisszumot is meg kellett hozni, mivel az eszköz a Peresverance részét képezi – így aztán kisebb a mérete, valamint – a végleges változattal ellentétben – nem működik folyamatosan, hanem a teszteket a rover küldetéséhez kellett igazítani. Ennek ellenére is próbálták tehát minél több évszakban és napszakban kipróbálni az eszközt, aminek az a jelentősége, hogy a Mars atmoszférája a földihez képest szélesebb skálán szokott változni. Jelenleg tehát minden lehetséges körülmény között kipróbálták az eszközt, a marsi alkonyatot és pirkadatot kivéve, amelyek során a hőingás a legdrámaibb. Ez a két kísérlet tehát még hátra van, de ezt bizonyos labortesztek előzik majd meg.

A MOXIE ki és bekapcsolgatása azzal is jár, hogy órákon át kell előmelegíteni az eszközt, amely a használat után gyorsan ki is hűlhet, amennyiben olyanok a hőmérsékleti körülmények – ez a hőingadozás pedig károsíthatja is a szerkezetet, épp ezért a kutatók ezt is vizsgálják. Eddig azonban a MOXIE megbízhatóan teljesít, ami azért jó hír, mert a nagyobb, végleges változat folyamatosan működik majd, így a hőingadozás annak esetében nem igazán lesz probléma – vagyis ha már ez a komoly terhelésnek kitett tesztváltozat is ennyire bírja a gyűrődést, az különösen jó hír a MOXIE nagyobb variációjára nézvést, mert nem kizárt, hogy az akár több ezer órán át üzemelhet megszakítás nélkül.

(Kép: napnyugta a Marson a Gale-kráterben, forrás: NASA/JPL-Caltech/MSSS/Texas A&M Univ.)