Spiegazione: in che modo la missione Perseverance della NASA ha prodotto ossigeno su Marte?

Su Marte, l'anidride carbonica costituisce circa il 96% del gas nell'atmosfera del pianeta. L'ossigeno è solo lo 0,13%, rispetto al 21% nell'atmosfera terrestre. Come un albero sulla Terra, MOXIE inala anidride carbonica ed espira ossigeno.

Il Perseverance Rover della NASA è atterrato con successo sulla superficie di Marte il 18 febbraio di quest'anno. (Fonte immagine: NASA tramite AP)

Da quando ha raggiunto la superficie marziana a febbraio, la missione Perseverance della NASA si è guadagnata l'ammirazione per aver realizzato imprese che si pensava fossero possibili solo nella fantascienza, come pilotare un elicottero lì, cosa che ha fatto questa settimana. Il pionieristico rover su Marte ha ora aggiunto un'altra piuma al suo cappello.

L'agenzia spaziale statunitense ha annunciato che martedì un dispositivo a bordo del rover è stato in grado di produrre per la prima volta ossigeno dalla sottile atmosfera marziana, uno sviluppo che ha rallegrato la comunità scientifica, poiché promette speranza per future missioni con equipaggio che può fare affidamento su questa tecnologia per consentire agli astronauti di respirare e tornare sulla Terra.

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In che modo Perseverance ha prodotto ossigeno su Marte?

Nella sua prima operazione dall'arrivo sul Pianeta Rosso, il Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) ha prodotto 5 grammi di ossigeno dall'anidride carbonica nell'atmosfera marziana, sufficienti per far respirare un astronauta per 10 minuti.

Su Marte, l'anidride carbonica costituisce circa il 96% del gas nell'atmosfera del pianeta. L'ossigeno è solo lo 0,13%, rispetto al 21% nell'atmosfera terrestre. Come un albero sulla Terra, MOXIE inala anidride carbonica ed espira ossigeno.

Per produrre ossigeno, MOXIE separa gli atomi di ossigeno dalle molecole di anidride carbonica. Lo fa utilizzando calore a una temperatura di circa 800 gradi Celsius, e nel processo produce anche monossido di carbonio come prodotto di scarto, che rilascia nell'atmosfera marziana.

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Un dimostratore tecnologico, MOXIE è progettato per generare fino a 10 grammi di ossigeno all'ora ed è posizionato all'interno del rover Perseverance. Ha le dimensioni di una batteria per auto, pesa 37,7 libbre (17,1 kg) sulla Terra, ma solo 14,14 libbre (6,41 kg) su Marte.

Attraverso la sua prima corsa di successo, MOXIE è stato in grado di dimostrare di essere sopravvissuto al suo lancio dalla Terra, un viaggio di quasi sette mesi attraverso lo spazio profondo, e all'atterraggio sulla superficie marziana con Perseverance. Nei prossimi due anni, MOXIE dovrebbe estrarre ossigeno altre nove volte.

MOXIE è solo un modello di prova. I futuri generatori di ossigeno che discendono dalla sua tecnologia devono essere circa 100 volte più grandi per supportare le missioni umane su Marte.

Ma perché produrre ossigeno sul Pianeta Rosso è così importante?

Una notevole quantità di ossigeno su Marte è essenziale per le missioni con equipaggio che pianificano di andarci, non solo per far respirare gli astronauti, ma anche per i razzi da usare come carburante quando tornano sulla Terra.

Secondo il comunicato stampa della NASA, affinché quattro astronauti decollino da Marte, una missione futura richiederebbe circa 7 tonnellate di carburante per missili e 25 tonnellate di ossigeno, circa il peso di un'intera navetta spaziale. Al contrario, gli astronauti che vivono e lavorano su Marte richiederebbero molto meno ossigeno per respirare, forse circa una tonnellata.

Gli scienziati ritengono che sarà un'enorme sfida trasportare le 25 tonnellate di ossigeno dalla Terra a Marte per il viaggio di ritorno, e che il loro lavoro diventerebbe significativamente più semplice se l'ossigeno liquefatto potesse essere prodotto sul Pianeta Rosso. È qui che entra in gioco il ruolo di MOXIE.

Quando invieremo gli umani su Marte, vorremo che tornino sani e salvi, e per farlo hanno bisogno di un razzo per sollevarsi dal pianeta. Il propellente a ossigeno liquido è qualcosa che potremmo fare lì e non dobbiamo portare con noi. Un'idea sarebbe quella di portare una bombola di ossigeno vuota e riempirla su Marte, ha affermato Michael Hecht, Principal Investigator di MOXIE.

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La NASA spera di costruire un discendente tecnologico più grande del MOXIE sperimentale che possa fare questo lavoro. Un convertitore di ossigeno da una tonnellata di questo tipo sarebbe molto più economico e pratico da portare su Marte, invece di 25 tonnellate di ossigeno, sostiene l'agenzia.

Jim Reuter, amministratore associato della Space Technology Mission Directorate (STMD) della NASA, ha definito l'impresa di MOXIE un primo passo fondamentale per convertire l'anidride carbonica in ossigeno su Marte.

MOXIE ha molto lavoro da fare, ma i risultati di questa dimostrazione tecnologica sono pieni di promesse mentre ci muoviamo verso il nostro obiettivo di vedere un giorno gli umani su Marte. L'ossigeno non è solo ciò che respiriamo. Il propellente per razzi dipende dall'ossigeno e i futuri esploratori dipenderanno dalla produzione di propellente su Marte per tornare a casa.

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