Perseverance e il primo ossigeno prodotto su Marte. L’obiettivo portato a termine è stata la conversione in ossigeno dalla sottile atmosfera, ricca di anidride carbonica del pianeta rosso. Il rover aggiunge così questa operazione alla sua lista dei primati.
Il compito è stato eseguito dallo strumento sperimentale a bordo del Perseverance, chiamato Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment, o MOXIE.
Perseverance: il test effettuato
Il test effettuato ha avuto luogo il 20 aprile, corrispondente al 60° giorno marziano. Nonostante la dimostrazione tecnologica si trovi solo all’inizio, possiede già tutte le possibilità per tramutare ciò che era fantascienza in un fatto scientifico. L’obiettivo del test, oltre ad isolare e immagazzinare l’ossigeno su Marte, punta ad agevolare i razzi, che trasportano gli astronauti, a sollevarsi dalla superficie del pianeta rosso.
Questo tipo di strumenti potrebbero un giorno riuscire a fornire aria respirabile agli stessi astronauti. Il MOXIE, sta effettuando un’indagine sulla tecnologia di esplorazione, così come la stazione meteorologica Mars Environmental Dynamics Analyzer, o MEDA.
Jim Reuter, amministratore associato di STMD, ha affermato che: “Questo è un primo passo fondamentale per convertire l’anidride carbonica in ossigeno su Marte. MOXIE, ha ancora molto lavoro da fare, ma i risultati di questa dimostrazione tecnologica sono pieni di promesse, in vista del nostro obiettivo di vedere un giorno gli esseri umani sul pianeta rosso”.
Jim Reuter, continua spiegando che: “L’ossigeno non è solo ciò che respiriamo. Il propellente per missili dipende da questo componente, e i futuri esploratori saranno condizionati dalla produzione di propellente su Marte per il viaggio di ritorno”.
Un razzo, per poter bruciare il suo carburante, deve avere molto ossigeno. Per poter trasportare ad esempio quattro astronauti fuori dalla superficie marziana, sono richieste circa 7 tonnellate di carburante per i missili e 25 tonnellate di ossigeno. Gli astronauti per poter vivere e lavorare su Marte avrebbero bisogno di molto meno ossigeno per respirare.
Perseverance: il MOXIE
Il principale ricercatore di MOXIE, Michael Hecht dell’Haystack Observatory del Massachusetts Institute of Technology, ha dichiarato che: “Gli astronauti, che trascorreranno un anno in superficie, utilizzeranno forse una tonnellata di ossigeno in totale”.
Riuscire a trasportare 25 tonnellate di ossigeno dalla Terra a Marte sarebbe un compito arduo. Mentre portare un convertitore di ossigeno da una tonnellata, una versione più grande del MOXIE, che potrebbe produrre 25 tonnellate di ossigeno, sarebbe molto più funzionale ed economico.
L’atmosfera di Marte è composta per il 96% da anidride carbonica. Il MOXIE è in grado di separare gli atomi di ossigeno dalle molecole di anidride carbonica, che sono costituite da un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno. Lo scarto del monossido di carbonio viene poi riemesso nell’atmosfera marziana.
Il processo di conversione richiede degli alti livelli di calore, per riuscire a raggiungere una temperatura di circa 1.470 gradi Fahrenheit, o 800 Celsius. L’unità MOXIE, per far ciò, è stata costruita con dei materiali resistenti al calore. Questi includono parti in lega di nichel stampate in 3D, che riscaldano e raffreddano i gas che fluiscono attraverso di essa, e un aerogel leggero che aiuta a trattenere il calore.
Il MOXIE, possiede anche un sottile rivestimento dorato all’esterno, che serve a riflettere il calore a infrarossi, impedendogli così di irradiarsi verso l’esterno e danneggiare altre parti di Perseverance.
La produzione di ossigeno di MOXIE
Il MOXIE, dopo un periodo di riscaldamento di 2 ore, ha iniziato a produrre ossigeno ad una velocità di 6 grammi all’ora. Lo strumento è stato rallentato due volte durante la produzione, così da valutarne lo stato.
La produzione di ossigeno di MOXIE, in questa prima operazione, è stata piuttosto modesta. Infatti, dopo un’ora ha prodotto 5,4 grammi, una quantità equivalente a circa 10 minuti di ossigeno respirabile per un astronauta. Il MOXIE, è progettato per poter generare fino a 10 grammi di ossigeno all’ora.
Il test eseguito ha confermato che lo strumento è sopravvissuto al lancio dalla Terra, ad un viaggio di quasi sette mesi attraverso lo spazio profondo e all’atterraggio con il Perseverance. Il MOXIE, dovrà estrarre l’ossigeno altre nove volte durante il corso di un anno marziano, equivalente a quasi due anni terrestri.
I cicli di produzione di ossigeno avverranno in tre fasi. La prima fase verificherà e caratterizzerà il funzionamento dello strumento. La seconda fase, invece, avvierà lo strumento in condizioni atmosferiche variabili, come diverse ore del giorno e stagioni. Infine, la terza fase, come spiegato da Hecht, “cercherà di superare i limiti”, provando nuove modalità operative o introducendo “nuove probabilità, come quella di operare a temperature diverse”.
Conclusione
Trudy Kortes, direttore delle dimostrazioni tecnologiche all’interno di STMD, ha spiegato che: “Il MOXIE non è solo il primo strumento a produrre ossigeno su un altro mondo. È la prima tecnologia del suo genere che aiuterà le future missioni a “vivere fuori dalla terra”, utilizzando elementi dell’ambiente di un altro mondo, anche noto come utilizzo delle risorse in situ”.
Trudy Kortes, conclude spiegando che: “Il MOXIE sta raccogliendo la regolite, una sostanza presente sul terreno, e passandola attraverso un impianto di lavorazione, la riesce a trasformare. In alternativa utilizza l’anidride carbonica, la maggior parte presa dall’atmosfera, e la converte in ossigeno. Questo processo ci consente di convertire questi materiali, presenti in abbondanza, in oggetti utilizzabili, come il propellente, l’aria respirabile o, combinata con l’idrogeno, in acqua”.
Per saperne di più su Perseverance:
https://mars.nasa.gov/mars2020/
e
https://www.nasa.gov/perseverance
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