La màquina de fabricar oxigen que viatjarà a Mart

Quan els primers astronautes arriben a Mart, necessitaran oxigen per respirar. Portar a bord el que necessitaran per a la seva estada allí implicaria un pes extra considerable. El mateix es pot dir de l’oxigen que s’utilitzi per al sistema de propulsió en el trajecte de tornada a la Terra. Obtenir tot aquest oxigen a partir del diòxid de carboni de l’atmosfera marciana és una opció més interessant. Una màquina que efectua aquesta operació ja ha estat ideada i viatjarà a Mart en un vol no tripulat planejat per al 2020.
Aquest vol, que portarà al Planeta Vermell a un robot semblant al Curiosity (que va aterrar a Mart el 2012), també inclourà l’esmentada màquina, MOXIE (per les sigles en anglès de Mars Oxygen In situ resource utilitzacio Experiment), una creació de l’Institut tecnològic de Massachusetts (MIT) a Cambridge, Estats Units. Això permetrà posar-la a prova en condicions reals.

Si tot marxa com està previst, el sistema MOXIE, l’investigador principal és Michael Hecht, tindrà un paper principal en obrir el camí cap a l’exploració humana de Mart.

L’aparell és una cèl · lula de combustible invertida especialitzada, la funció primària és consumir electricitat per poder produir oxigen a Mart, on l’atmosfera és en un 96 per cent diòxid de carboni. Si es demostra que funciona en la missió a Mart de 2020, un sistema semblant al MOXIE podria ser utilitzat més tard per produir oxigen a gran escala, tant per a sistemes de suport vital amb els de garantir la vida dels viatgers humans com per proporcionar el oxigen líquid que es necessiti per cremar el combustible del coet que permetrà el viatge de retorn a la Terra.

[Img # 21493]
Subsistemes de MOXIE. (Imatge: NASA)

Es pot descriure a MOXIE com una “cèl · lula de combustible que funciona al revés”. En una cèl · lula de combustible normal, el combustible és escalfat juntament amb un oxidant (sovint oxigen) per produir electricitat. En aquest cas, però, l’electricitat produïda per una màquina separada es combinaria amb el diòxid de carboni de l’aire marcià per produir oxigen i monòxid de carboni.

A la Terra, un sistema així no tindria sentit. Però aplicat a Mart pot fer viable una missió que d’una altra manera seria poc factible.

Incorporar a una nau un sistema per crear oxigen que els exploradors humans poguessin respirar seria extremadament útil per a una missió de qualsevol durada. Però a més s’aconsegueix un estalvi de pes encara més gran en no haver de transportar a bord en el trajecte d’anada l’oxigen que el sistema de propulsió necessitarà per al de tornada.

[Img # 21494]
Michael Hecht. (Foto: Jose-Luis Olivares / MIT)

Un pla a llarg termini per dur humans a Mart (i portar-los de tornada a la Terra) s’assemblaria a aquesta seqüència d’operacions: Primer, s’enviaria al planeta vermell un petit reactor nuclear juntament amb una versió a major escala de l’instrument MOXIE. Al llarg d’un parell d’anys, el seu tanc d’oxigen s’aniria omplint, en preparació per als visitants humans. Un cop arribessin els astronautes, tindrien ja esperant a punt la seva font d’energia, el seu oxigen i la infraestructura per a la missió.

En definitiva, produir oxigen en la superfície de Mart és probablement la solució més senzilla per diverses raons. Eliminaria, per exemple, la dificultat i el cost d’enviar reserves d’oxigen líquid a Mart.

Per desenvolupar el sistema MOXIE, MIT treballarà amb el Laboratori de Propulsió a Raig (JPL) de la NASA a Pasadena, Califòrnia. El JPL liderarà el disseny i desenvolupament de la càrrega útil, mentre que el MIT establirà l’arquitectura de missió, supervisarà el desenvolupament, i planejarà les operacions a la superfície de Mart.

[Img # 21495]
Jeffrey Hoffman, a l’esquerra, amb Jorge Munnshe, cofundador de Noticiasdelaciencia.com i Amazings.com. (Foto: Amazings / NCYT)

L’instrument es beneficiarà també de l’experiència de Jeffrey Hoffman, un antic astronauta, amb cinc vols espacials en el seu haver, a qui vam tenir el plaer d’entrevistar fa anys, i que ara és professor al Departament d’Aeronàutica i Astronàutica del MIT. Dels seus cinc viatges a l’espai, potser el més cèlebre va ser el que va realitzar el 1993 Durant aquesta missió, els astronautes van restaurar el rendiment òptic del Hubble afegint instruments que corregien el problema d’aberració esfèrica inherent al mirall primari del telescopi quan va ser llançat el 1990 . a aquesta operació de reparació en òrbita es la segueix considerant com una de les missions més ambicioses empreses per la NASA en tota la seva història. “Vaig tenir la satisfacció de saber que probablement vaig aportar més a l’astronomia a arreglar el Telescopi Espacial Hubble que el que podria haver fet com astrònom en tota la meva vida”, valora Hoffman. Durant el seu cinquè vol, Hoffman, que posseeix una àmplia experiència en activitats extravehiculars (EVA), es va convertir en el primer astronauta a acumular més de 1.000 hores a l’espai a bord de la llançadora espacial. La seva activitat científica l’ha portat a treballar en investigacions sobre vestits espacials rígids, i també en el programa científic dels robots SPHERES de la NASA, dissenyats per operar en ingravidesa dins de l’interior de l’Estació Espacial Internacional, impulsats per petites hèlixs alimentades amb piles elèctriques.

[Img # 21496]
Bilge Yildiz. (Foto: Andrea Robles)

L’enginyera Bilge Yildiz, professora al MIT i experta en la tecnologia utilitzada per al sistema MOXIE, també tindrà un paper destacat en la preparació de la unitat que viatjarà a Mart.

A tot això, quan un ésser humà trepitjarà Mart per primer? És una pregunta difícil de respondre. Tant Estats Units com Rússia van tenir en el seu moment plans per fer-ho, però les successives dates s’han anat posposant o fins i tot esborrant definitivament. Una missió independent coneguda com Mars One pretén enviar humans al Planeta Vermell en anys futurs. Però, i això és important, els voluntaris que s’han presentat i han estat acceptats saben que, si arribés a materialitzar aquest projecte, no podrien tornar a la Terra. Per a tota missió tripulada a Mart finançada per governs és imperatiu que el viatge sigui d’anada i tornada, i això exigeix ​​invertir molt temps i diners en fer les coses bé per tal de garantir al màxim la seguretat dels astronautes.