Los astronautas en la estación espacial pueden parecer distantes, pero están a solo 248 millas de la Tierra: un poco más que el viaje desde la ciudad de Nueva York a Washington DC. Todo lo que necesitan se les puede entregar en un plazo relativamente breve. Los astronautas que visiten Marte no tendrán un acceso tan fácil. La distancia promedio del planeta rojo a la Tierra es de 140 millones de millas.
Podemos planear misiones de suministro, pero llevar todo para el viaje sería costoso y poco práctico. Al igual que Mark Watney en The Martian , los exploradores también tendrán que vivir de la tierra .
Ha habido muchas propuestas sobre cómo los astronautas podrían producir lo esencial, pero hasta hace poco no se había probado ninguna tecnología en el campo. Ahora, gracias a una máquina llamada MOXIE , construida por el MIT y almacenada en el rover Perseverance de la NASA, definitivamente podemos decir que los humanos podrán producir oxígeno en Marte.
En un artículo publicado esta semana en Science Advances , los investigadores dijeron que siete carreras experimentales de una hora a lo largo de 2021 demuestran que MOXIE puede convertir de manera confiable el dióxido de carbono en oxígeno equivalente a un árbol pequeño. En pruebas que abarcaron varias temperaturas y presiones, día y noche, en invierno y verano, la valiente máquina respiró constantemente en la atmósfera marciana y exhaló al menos seis gramos de oxígeno por hora.
MOXIE hace su magia aspirando aire, filtrando el polvo y comprimiendo y calentando los gases a 800 grados centígrados. El aire caliente fluye a través de un instrumento de electrólisis de óxido sólido que divide el dióxido de carbono, que constituye el 96 por ciento de la atmósfera marciana, en oxígeno y monóxido de carbono. Luego, la máquina separa el oxígeno y expulsa el monóxido de carbono, junto con otros gases, como escape.
"Esta es la primera demostración del uso real de recursos en la superficie de otro cuerpo planetario y su transformación química en algo que sería útil para una misión humana", dijo el investigador principal adjunto de MOXIE, Jeffrey Hoffman, profesor de la práctica en el Departamento del MIT. de Aeronáutica y Astronáutica, en un comunicado .
Un "bosque" marciano
La demostración es sólo el principio. Una versión futura, del tamaño de un "pequeño arcón congelador" , produciría oxígeno a una velocidad equivalente a varios cientos de árboles. Al fabricar unos tres kilogramos de oxígeno por hora durante 26 meses, la máquina podría alimentar un tanque de almacenamiento para mantener a los astronautas respirando y alimentando su viaje a casa.
Para llegar allí, la máquina tendría que demostrar que es capaz de funcionar sin parar en el duro entorno marciano, y necesitaría mucha más energía.
"La energía es el área en la que esperamos ver la mayor mejora en el MOXIE ampliado" , dijo a Singularity Hub el Dr. Michael Hecht , director asociado del Observatorio Haystack del MIT e investigador principal de MOXIE .
“En Perseverance utilizamos hasta 300 vatios para producir alrededor de 8 gramos por hora de oxígeno, lo que representa no mucho más del 10 por ciento de eficiencia en relación con la cantidad de energía electroquímica que realmente se necesita para separar la molécula de CO2. Esperamos que el sistema a gran escala tenga una eficiencia de más del 90 por ciento, según estudios detallados”.
Algunas de estas ganancias se deben a que una máquina más grande puede funcionar a presiones más bajas, lo que ahorra energía en la compresión, dijo el Dr. Hecht. Pero principalmente será gracias a las economías de escala: puede producir gramos o kilogramos con la misma electrónica, por ejemplo.
Todavía requerirá una fuente de energía confiable, por supuesto. Según el Dr. Hecht, un reactor nuclear con una capacidad de alrededor de 10 kilovatios (actualmente desarrollado por la NASA) debería ser suficiente.
El beneficio de volverse nuclear es la confiabilidad y la longevidad. El rover Opportunity de la NASA, impulsado por paneles solares, encontró su destino cuando una tormenta de polvo global bloqueó el sol. La fuente de energía nuclear de Perseverance, por otro lado, es autónoma y está clasificada para durar 14 años .
Hablando de tormentas de polvo, para una máquina que se gana la vida aspirando aire, las tormentas globales que duran semanas o meses parecerían enemigos formidables. De hecho, dijo el Dr. Hecht, como es de esperar que los filtros de aire en el hogar se obstruyan, lo mismo sucederá en Marte.
“Hemos estudiado extensamente el filtrado de polvo y parece ser uno de esos casos en los que la naturaleza es amable con nosotros. Las tormentas en sí mismas no son un problema tan grande como la entrada constante de polvo”, dijo. “Pero, afortunadamente, el polvo no sigue el flujo de aire tan fácilmente a esas bajas presiones, por lo que casi todo puede eliminarse mediante deflectores simples que obligan al aire a girar por las esquinas a medida que ingresa al sistema”.
Aunque se han respondido algunas preguntas importantes, el equipo planea continuar probando MOXIE. Lo harán funcionar al anochecer y al amanecer, cuando las temperaturas marcianas oscilan más salvajemente, lo presionarán para que produzca más oxígeno y controlarán cuidadosamente el desgaste. Mientras tanto, en la Tierra, Oxeon, la compañía que fabricó la unidad de electrólisis, ya construyó y probó un sistema que es 100 veces más grande .
¿Próxima parada: Marte?
No se sabe con certeza cuándo necesitaremos un producto terminado. La NASA planea lanzar Artemis I este año, un trampolín hacia la Luna y, finalmente, se espera, Marte. Mientras tanto, China está mirando al planeta rojo y SpaceX se apresura a completar su cohete a Marte. Las fechas previstas para el aterrizaje van desde finales de esta década hasta algún momento de la década de 2030.
Entre ahora y entonces, tendremos que resolver muchos desafíos importantes. Pero descubrir cómo producir aire para respirar y combustible para un viaje a casa es una gran casilla para verificar. “Es lo que han hecho los exploradores desde tiempos inmemoriales”, dijo Hoffman a The Washington Post . “Averigüe qué recursos están disponibles en el lugar al que se dirige y descubra cómo usarlos”.
Fuente
singilarityhub.com
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