Esquema do equipamento produtor de oxigênio em Marte.
[Imagem: NASA]
Produção de oxigênio em Marte
Na superfície vermelha, empoeirada e gelada de Marte, a quase 160 milhões de quilômetros da Terra, um instrumento do tamanho de uma lancheira está provando que pode fazer o trabalho de uma pequena árvore.
O equipamento, chamado MOXIE (sigla em inglês para "Experimento de Utilização de Recursos in situ de Oxigênio em Marte") é um dos aparelhos a bordo do rover Perseverança.
Ele produziu oxigênio em Marte pela primeira vez em fevereiro do ano passado, e continuou a produzir desde então, comprovando a robustez e confiabilidade da tecnologia, que produz o oxigênio quebrando as moléculas de CO2 - a atmosfera de Marte é rica em dióxido de carbono.
Em um estudo publicado agora, os pesquisadores responsáveis pela missão fizeram um balanço de toda a operação desde então, mostrando que o MOXIE conseguiu produzir oxigênio em sete rodadas experimentais, em uma variedade de condições atmosféricas, inclusive durante o dia e a noite, e em diferentes estações marcianas.
Em cada rodada, o instrumento atingiu sua meta de produzir seis gramas de oxigênio por hora - aproximadamente a mesma produção de uma pequena árvore na Terra.
Os pesquisadores preveem que uma versão ampliada do MOXIE possa ser enviada a Marte antes de uma missão humana, para produzir continuamente oxigênio à taxa de várias centenas de árvores. Nessa capacidade, o sistema deve gerar oxigênio suficiente para sustentar os astronautas quando eles chegarem, além de abastecer um foguete para trazê-los de volta à Terra.
A versão atual do MOXIE foi projetada em pequena escala para caber a bordo do rover Perseverança, e foi construída para funcionar por curtos períodos, iniciando e desligando a cada corrida, dependendo do cronograma de exploração do robô e das tarefas de outros equipamentos científicos a bordo. Já uma futura fábrica de oxigênio em grande escala incluiria unidades maiores que eventualmente poderão funcionar de modo contínuo.
Agora só falta testar o funcionamento do aparelho ao amanhecer e ao anoitecer.
[Imagem: Jeffrey A. Hoffman et al. - 10.1126/sciadv.abp8636]
Como o oxigênio é produzido em Marte
Apesar das concessões que tiveram que ser feitas no projeto atual do MOXIE, o instrumento mostrou que pode converter a atmosfera de Marte em oxigênio puro de forma confiável e eficiente.
Ele faz isso primeiro sugando o ar marciano através de um filtro, que o limpa de contaminantes. O ar é então pressurizado e enviado através do SOXE (Eletrolisador de Óxido Sólido), um instrumento que divide eletroquimicamente o ar rico em dióxido de carbono em íons de oxigênio e monóxido de carbono.
Os íons de oxigênio são então isolados e recombinados para formar oxigênio molecular respirável ou O2. O MOXIE mede a quantidade e avalia a pureza antes de liberar o oxigênio na atmosfera marciana, juntamente com monóxido de carbono e outros gases atmosféricos que não foram processados.
Desde o pouso do robô, em fevereiro de 2021, os engenheiros do MOXIE iniciaram o instrumento sete vezes ao longo do ano marciano, cada vez levando algumas horas para aquecer, depois mais uma hora para produzir oxigênio antes de desligá-lo novamente. Cada corrida foi programada para uma hora diferente do dia ou da noite, e em diferentes estações, para ver se o MOXIE poderia lidar bem com mudanças nas condições atmosféricas.
"A atmosfera de Marte é muito mais variável do que a da Terra. A densidade do ar pode variar por um fator de dois ao longo do ano, e a temperatura pode variar em 100 graus. Um dos objetivos é mostrar que podemos funcionar em todas as estações," disse Michael Hecht, do MIT, chefe de pesquisas do MOXIE.
Até agora, o MOXIE mostrou que pode produzir oxigênio em quase qualquer hora do dia e do ano marciano.
"A única coisa que não demonstramos foi rodar ao amanhecer ou ao anoitecer, quando a temperatura está mudando substancialmente," diz Hecht. "Nós temos um ás na manga que nos permitirá fazer isso e, uma vez que testemos isso no laboratório, poderemos alcançar esse último marco para mostrar que podemos realmente funcionar a qualquer momento."
