Výroba kyslíku na Marsu už běží. Jednou by na Marsu mohl být mnohem větší systém, který by produkoval kyslík
MOXIE je experimentální zařízení určené k výrobě kyslíku z atmosféry Marsu bohaté na oxid uhličitý. Vědci nedávno výrazně zvýšili výrobní kapacitu zařízení a získali rekordní množství kyslíku, jak píše server MIT.
Dne 18. února 2021 přistál na Rudé planetě rover Perseverance. V jeho útrobách inženýři ukryli zařízení nazvané MOXIE (Mars Oxygen In Situ Resource Utilisation Experiment). Jeho úkolem je přeměnit atmosféru Marsu bohatou na oxid uhličitý na kyslík. Vědci NASA nyní uvádějí, že byl stanoven rekord v produkci kyslíku na Rudé planetě. Nedávno vědci dosáhli maximální úrovně produkce MOXIE – dvakrát více než dříve.
Technologie budoucnosti
MOXIE se na Marsu objevilo jako zařízení, které mělo demonstrovat fungování technologie. Má jen ukázat, že technologie je proveditelná a že by v budoucnu mohl být k výrobě kyslíku na Rudé planetě použit mnohem větší systém. Tento typ technologie by mohl umožnit přítomnost člověka na Marsu. Kyslík, který by se tam vyráběl, by se mohl používat jako součást raketového paliva, což by umožnilo návrat astronautů domů. Mohl by také poskytovat vzduch potřebný pro dýchání samotných astronautů.

Kyslík je pro rakety a astronauty klíčový. Odborníci NASA spočítali, že k vynesení čtyř astronautů z Marsu do vesmíru bude zapotřebí asi sedm tun raketového paliva a 25 tun kyslíku. Mnohem méně kyslíku, asi jednu tunu, budou potřebovat k dýchání astronauti žijící a pracující po dobu jednoho roku na Rudé planetě.
Samozřejmě není třeba nikoho přesvědčovat, že doprava takového množství kyslíku ze Země by byla nákladným úkolem. Proto vědci vyvinuli jakýsi kyslíkový konvertor. MOXIE byl poprvé vypuštěn 20. dubna 2021. Tehdy se mu podařilo vyrobit z vesmírné atmosféry pět gramů kyslíku (podle odhadů odborníků NASA asi na 10 minut dýchání). Úspěšná demonstrace technologie potvrdila předpoklady vědců – zařízení podobné MOXIE, ale mnohem větší a účinnější, je ekonomičtějším a praktičtějším řešením než doprava suroviny ze Země, jak uvádí NASA.
MOXIE
Atmosféra Marsu se skládá z téměř 96 % z oxidu uhličitého. Zbývající 4 procenta tvoří především dusík a argon. Kyslík tvoří pouze 0,13 procenta složení vesmírné atmosféry. MOXIE funguje tak, že odděluje atomy kyslíku od molekul oxidu uhličitého, které se skládají z jednoho atomu uhlíku a dvou atomů kyslíku.

MOXIE nasává vesmírný vzduch a prochází filtry, které odstraňují nečistoty. Poté vzduch vstupuje do zařízení SOXE, které jej elektrochemickými procesy rozdělí na ionty kyslíku a oxidu uhelnatého. Kyslíkové ionty jsou poté izolovány a rekombinovány za vzniku molekulárního kyslíku. Nakonec se kyslík dostane do atmosféry Marsu.
Proces přeměny vyžaduje vysoké teploty – kolem 800 stupňů Celsia. Proto byl MOXIE vyroben z tepelně odolných materiálů. Zařízení bylo vytištěno na 3D tiskárně ze slitiny niklu a lehkého aerogelu. Tenký zlatý povlak na vnější straně MOXIE zabraňuje vyzařování tepla ven, což by mohlo potenciálně poškodit ostatní přístroje roveru.
Výroba kyslíku na Marsu
Práce MOXIE byla naplánována v několika etapách. Zpočátku chtěli pouze otestovat a charakterizovat výkon přístroje. Nyní nastal okamžik, kdy se posunou hranice. To znamená vyzkoušet výkonnost zařízení v jiných provozních režimech, porovnat výkonnost procesu za různých podmínek a teplot.
Vliv zařízení MOXIE na atmosféru Rudé planety je nepostřehnutelný. MOXIE ve své současné podobě produkuje kyslík odpovídající středně velkému stromu. Zařízení pracuje pouze tehdy, když rover Perseverance není zaneprázdněn jinými úkoly. Od přistání bylo zapnuto patnáctkrát. Za celý loňský rok bylo v provozu celkem asi 1 000 minut. MOXIE je pouze jedním z několika experimentů na palubě roveru Perseverance a nemůže pracovat nepřetržitě.

Dne 6. června byl MOXIE v provozu 58 minut. Cílem bylo vyrobit 6 gramů kyslíku. Nakonec vyrobil 12 gramů. To je výsledek nad očekávání, ale výzkumníci záměrně měnili parametry zařízení, aby dosáhli maximální produktivity. „Dosáhli jsme skvělých výsledků,“ přiznal Hecht a zároveň upozornil, že šlo o riskantní manévr, který mohl přístroj poškodit. Hecht dodal, že po celou dobu bylo úkolem definovat způsoby, jak na Marsu pracovat efektivněji, a to tak, že se bude produkovat větší množství kyslíku.
Úspěch projektu MOXIE má velký význam pro potenciální pilotované mise na Mars, protože prokazuje schopnost vyrábět potřebný kyslík pro astronauty. Případná budoucí mise by mohla být vybavena mnohem větším zařízením, které by pracovalo nepřetržitě, nikoli pouze hodinu, a produkovalo by desítky tun kyslíku potřebného k vytvoření dýchatelného vzduchu pro astronauty, stejně jako množství paliva potřebného k doplnění paliva do rakety pro návrat na Zemi.
Zdroj: redakce, nasa.gov, mit.edu