Ma rozmiary akumulatora samochodowego, waży 17 kilogramów i... wytwarza tlen z rzadkiej atmosfery Marsa. Massachusetts Institute of Technology informuje, że opracowane przez naukowców tej uczelni testowe urządzenie MOXIE, zdaje na Czerwonej Planecie egzamin i wytwarza około 6 gramów tlenu na godzinę. MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), jeden z instrumentów testowych na pokładzie łazika NASA Perseverance, pełni na Marsie rolę... małego drzewa. Jego praca jest potwierdzeniem, że ewentualna załogowa misja na tę planetę będzie miała czym oddychać.

MOXIE, podobnie jak helikopterek Ingenuity, poleciał na Marsa, by potwierdzić, że zastosowana w nim technologia może się na Czerwonej Planecie sprawdzić. Ingenuity okazał się wyjątkowo sprawnym lotnikiem, MOXIE skutecznie zajmuje się tym, do czego go zaprojektowano, produkcją tlenu. MIT informuje na łamach czasopisma "Science Advances", że od lutego 2021 roku, kiedy łazik Perseverance lądował na Marsie, MOXIE pomyślnie przeszło siedem prób, w różnych porach roku, w różnych warunkach ciśnienia i temperatury, we dnie i w nocy. W każdym przypadku urządzenie było w stanie dostarczyć co najmniej 6 gramów tlenu na godzinę. To wydajność porównywalna z małym drzewem. 

Testy mają kluczowe znaczenie dla przygotowań przyszłej, załogowej misji na Marsa. Jak się ocenia, urządzenie działające na podobnej zasadzie, tylko co najmniej 200 razy większe i bardziej wydajne, mogłoby przyszłej załodze zapewnić tlen niezbędny do oddychania i paliwo do powrotu na Ziemię. Stabilna praca MOXIE to pierwszy krok na drodze do osiągnięcia tego celu. "Bardzo dużo się przy okazji nauczyliśmy, będziemy mogli to wykorzystać w przyszłości, przy budowie systemu w większej skali" - mówi szef ekipy MOXIE, Michael Hecht z MIT Haystack Observatory.

Urządzenie jest pierwszym praktycznym potwierdzeniem idei, że przyszłe misje na Księżyc, czy Marsa będą mogły wykorzystać lokalne zasoby (w tym wypadku dwutlenek węgla) do produkcji niezbędnych dla załogi zapasów substancji (tlenu), które w innym wypadku trzeba by transportować z Ziemi. To praktycznie konieczny warunek przeprowadzenia takich misji. "To ma znaczenie historyczne. Pokazaliśmy, że można wykorzystać surowce z innej planety i chemicznie przetworzyć je w coś użytecznego dla załogowej misji" - dodaje Jeffrey Hoffman z MIT Department of Aeronautics and Astronautics.

Naukowcy MIT współpracowali przy tym projekcie m.in. z ekspertami NASA Jet Propulsion Laboratory, którzy odpowiadali za oprogramowanie urządzenia, jego opakowanie i testy jeszcze przed startem. Zadanie nie było łatwe, bowiem MOXIE musiało nie tylko fizycznie zmieścić się na pokładzie Perseverance, ale też wpasować się w napięty grafik pracy łazika. To dlatego jego praca przebiega w etapach. Jeśli kiedyś większe urządzenie tego typu trafi na Czerwoną Planetę, powinno pracować już w sposób ciągły. 

Zadaniem MOXIE jest przetwarzanie marsjańskiej, złożonej głównie z CO2 atmosfery w gazowy tlen O2. W tym celu urządzenie zasysa powietrze przez zespół oczyszczających je filtrów. Powietrze jest następnie sprężane i przepychane przez instrument SOXE (Solid OXide Electrolyzer), który elektrochemicznie rozkłada CO2 na jony tlenu i tlenek węgla. Jony tlenu są potem łączone w cząsteczki O2, które nadawałyby się do oddychania. Po sprawdzeniu jego ilości i jakości, tlen wraz z tlenkiem węgla i innymi obecnymi w tamtejszym powietrzu gazami jest potem uwalniany do atmosfery. 

Uruchomienie i nagrzanie urządzenia zajmuje kilka godzin, potem aparatura wytwarza tlen przez mniej więcej godzinę i jest wyłączana. Warunki na Marsie dość szybko i drastycznie potrafią się zmieniać, dlatego kluczowe znaczenie ma fakt, że skuteczność pracy MOXIE potwierdziła się do tej pory praktycznie za każdym razem. "Na razie nie testowaliśmy MOXIE tylko w czasie świtu lub zmierzchu, kiedy temperatura zmienia się bardzo istotnie" - dodaje Hecht. "Mamy pomysł, jak to można będzie zrobić. Jeśli testy w warunkach laboratoryjnych się powiodą, będziemy mogli dowieść, że instrument może pracować o każdej porze".

Podczas kolejnych eksperymentów czas i intensywność pracy MOXIE będą zwiększane, zwłaszcza podczas marsjańskiej wiosny, kiedy ciśnienie atmosfery i stężenie CO2 są wyższe. Naukowcy chcą się też przekonać, na ile ciągłe włączanie i wyłączanie urządzenia obniża jego trwałość. Przy pracy ciągłej powinno zużywać się mniej.