L’esperimento MOXI della NASA, dal 2021 è attivo su Marte, montato a bordo del rover Perseverance. MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) è uno strumento che produce ossigeno sul pianeta rosso, e lo ha fatto per la prima volta ad aprile del 2021. Il 7 settembre la NASA ha annunciato che è stato acceso per l’ultima volta, producendo 9.8 grammi di ossigeno.
MOXIE ha dimostrato definitivamente che su Marte è possibile produrre ossigeno, e che questa tecnica sarà fondamentale per il futuro dell’esplorazione marziana. Durante la sua missione è stato attivato 16 volte, per un totale di 122 grammi di ossigeno. Si tratta, per usare lo stesso esempio del JPL, della quantità respirata da un piccolo cane in 12 ore.
Alla sua massima efficienza, MOXIE ha prodotto 12 grammi di ossigeno in un’ora di funzionamento, dimostrando che questa tecnologia, se usata in parallelo e ottimizzata, potrebbe sostenere la produzione di ossigeno necessaria ad un astronauta. Questa produzione era più del doppio di quella prevista originariamente dalla NASA.
Dopo la conclusione di questo esperimento, la NASA sta lavorando alla progettazione di MOXIE 2.0, una versione aggiornata e dall’efficienza maggiore. La versione successiva sarà un sistema in grado sia di estrarre ossigeno, che di liquefarlo e immagazzinarlo. Produrre ossigeno su Marte sarà fondamentale non solo per le utilità di sopravvivenza degli astronauti, ma anche per alimentare i razzi che li riporteranno sulla Terra.
Questa sarà l’applicazione che ovviamente ne richiederà più quantità. Uno strumento simile a MOXIE, ma solamente scalato nelle dimensioni, potrebbe arrivare a produrre circa 1kg di ossigeno all’ora se pesante una tonnellata. Uno strumento di questo tipo potrebbe produrre 25 tonnellate di ossigeno in 3 anni terrestri. Basterebbe dotarsi di cinque o sei di questi dispositivi per ridurre il tempo a sei mesi.
Come funziona MOXIE?
Lo strumento MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), non estrae l’ossigeno contenuto nell’atmosfera marziana, dove è presente per circa il 0.16% della composizione. Il resto è prevalentemente anidride carbonica (95%), Azoto (2.6%) e Argon (1.6%). Quello fa MOXIE è invece raccogliere proprio la CO2, per poi scomporla, tenere l’ossigeno e liberare il monossido di carbonio.
L’esperimento è posto all’interno del rover Perseverance, ed è grande circa come un tostapane, dal peso di 17 kg. Per effettuare questa conversione, sfrutta l’elettrolisi ad ossidi solidi, comprimendo e scaldando l’atmosfera marziana raccolta. Questo processo richiede temperature particolarmente alte, che arrivano ad 800 C°. Tutta la struttura di MOXIE è quindi costruita attentamente per gestire queste temperature e per isolarsi il più possibile dal resto del rover. Alcune componenti sono costruite in lega di nichel, che supportano sia il riscaldamento che il raffreddamento dei gas raccolti. È inoltre presente un rivestimento dorato esterno, per riflettere le radiazioni infrarosse.
La NASA ha stimato che per lasciare Marte quattro astronauti avranno bisogno di circa 7000 kg di propellente, e 25000 kg di ossigeno. Una permanenza di un anno sul pianeta comporterebbe invece il consumo di circa una tonnellata di ossigeno da parte degli astronauti.
