Nowy numer 25/2021 Archiwum

Tlen na Marsie

Gdy świat zachwycał się lotem pierwszego marsjańskiego helikoptera (a było czym się zachwycać), kilkanaście metrów dalej, na pokładzie łazika Perseverance, pracowała niewielka złota skrzyneczka MOXIE. To, czego dokonała, z punktu widzenia lądowania człowieka na Marsie jest ważniejsze niż helikopter.

Nawet gdyby się bardzo chciało, nie sposób nie pisać w ostatnich miesiącach o Marsie. Najpierw zmasowany „nalot” trzech misji kosmicznych (amerykańska, chińska i arabska), potem lądowanie bardzo zaawansowanego technicznie łazika NASA, a w ostatnich kilkunastu dniach kilka lotów pierwszego urządzenia mechanicznego w pozaziemskiej atmosferze. Choć o helikopterze Ingenuity pisaliśmy w „Gościu” niedawno, warto podkreślić, że jego udane testy otwierają zupełnie nowy rozdział w badaniach planet i księżyców (o ile mają one atmosferę).

To działa!

Łazik Perseverance nie lądował na Marsie tylko po to, by przetransportować tam helikopter. Na swoim pokładzie ma wiele urządzeń badawczych i w kolejnych miesiącach często będzie można o nich usłyszeć.

Opublikowane ostatnio wyniki pracy urządzenia o nazwie MOXIE mają większe znaczenie z punktu widzenia załogowych lotów na Marsa niż pierwsze loty helikoptera. MOXIE miała sprawdzić, czy z tamtej atmosfery da się wyciągnąć tlen. A w zasadzie nie tyle wyciągnąć, ile wyprodukować. To kluczowe nie tylko dlatego, że potrzebują go do funkcjonowania ludzie, ale także silniki rakiet kosmicznych. Bez zapasu tlenu nie wystartuje w drogę powrotną z Marsa żadna rakieta, żaden statek kosmiczny. Z kolei wożenie zapasów tlenu dla kilkuosobowej załogi na wiele miesięcy funkcjonowania oraz dodatkowo jako utleniacza do silników rakietowych nie wchodzi w grę. Tlen w jakiś sposób trzeba wyprodukować na miejscu. I właśnie to zrobiono. MOXIE sprawdziła, że jest to wykonalne, produkując 5 gramów tlenu. To mniej więcej tyle, ile potrzebuje człowiek do oddychania przez kilka minut. Niewiele? MOXIE nie jest fabryką, jest urządzeniem testowym, jej zadaniem było sprawdzenie, czy można to w takich warunkach wykonać. Podobnie jak zadaniem helikoptera Ingenuity nie było prowadzenie badań naukowych, tylko sprawdzenie, czy można czymś latać w rzadkiej marsjańskiej atmosferze. Można latać i można produkować tlen. To dwie bardzo ważne wiadomości.

Potrzeba ton

Przy gruncie ciśnienie marsjańskiej atmosfery osiąga zaledwie 1 proc. ciśnienia atmosfery przy gruncie na Ziemi. Tam panuje niemal próżnia. Niemal. Na dodatek ta rozrzedzona atmosfera składa się prawie wyłącznie z dwutlenku węgla. Skąd MOXIE wzięła tlen? Oddzieliła atomy tlenu i węgla w cząsteczkach CO2. Działające na pełnych obrotach urządzenie jest w stanie produkować w ten sposób 10 g tlenu na godzinę. MOXIE zasysa CO2, podnosi jego ciśnienie (mniej więcej do ciśnienia ziemskiej atmosfery) oraz podgrzewa do około 800 st C. W takich warunkach (w procesie elektrolizy) atom tlenu jest „wyrywany” z cząsteczki CO2. Tym samym powstaje cząsteczka CO, czyli tlenku węgla, która następnie jest wypuszczana na zewnątrz.

Pierwszy krok został zrobiony, MOXIE pokazała, że można produkować tlen na Marsie. Ale gdy zapadnie decyzja o locie ludzi na Czerwoną Planetę, wcześniej będzie tam trzeba wysłać urządzenia znacznie większe niż MOXIE. Kilkumiesięczny pobyt na Marsie czworga ludzi wymaga zmagazynowania około tony tlenu. Z kolei start rakiety z powierzchni Marsa i jej powrót na Ziemię wymaga około 25 ton tlenu. To znaczy, że dużo większe niż MOXIE konwertery tlenu będą musiały na miejscu pracować wiele miesięcy przed przylotem pierwszych ludzi. Tlen przez nie produkowany będzie tłoczony do butli i będzie czekał na lot załogowy.

Dzisiaj grupa inżynierów pracuje nad konstrukcją większego i bardziej skomplikowanego helikoptera niż Ingenuity. Przede wszystkim nie będzie on już demonstratorem technologii, tylko pełnoprawnym urządzeniem badawczym. Za kilka lat zostanie umieszczone na Marsie. Inna grupa naukowców pracuje nad większym odpowiednikiem MOXIE. Urządzenie, które teraz znajduje się na Marsie, waży 17 kg, kolejne, wysłane na Czerwoną Planetę za kilka lat, będzie większe, o wadze 200 kg.

Obraz

Tlen kojarzy się z życiem (choć jest możliwe życie beztlenowe). Gdy dodać do tego wodę, która na Marsie z całą pewnością się znajduje, powstaje pytanie o to, czy na Marsie cokolwiek żyje i czy cokolwiek przeżyje. Nie wiadomo, czy przetrwało tam cokolwiek żywego. Nie wiadomo, czy kiedykolwiek coś tam żyło. Wiadomo, że były tam kiedyś – na powierzchni – ogromne ilości ciekłej wody, bo jej ślady widoczne są do dzisiaj. Kilka lat temu zauważono, że pod powierzchnią planety zachodzą procesy, w wyniku których powstaje metan. Na Ziemi prawie zawsze oznacza to działalność życia. Z kolei analiza pochodzących z Marsa meteorytów wskazuje na to, że pod powierzchnią czerwonego gruntu znajdują się minerały, substancje, które mogą podtrzymywać życie mikroorganizmów. Kolejne elementy układanki dają nam coraz lepszy wgląd w to, jaki Mars był kiedyś i jaki jest dzisiaj.•

« 1 »
oceń artykuł Pobieranie..

Zobacz także

Wyraź swoją opinię

napisz do redakcji:

gosc@gosc.pl

podziel się