Si los humanos quieren explorar Marte en el futuro, vam a necesitar crear oxígeno. Ahora, un pequeño dispositivo del tamaño de una tostadora está en el planeta haciendo precisamente eso.
En un estudio publicado esta semana en la revista Science Advances, investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts demostraron que el Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno de Marte, conocido como MOXIE, puede producir oxígeno a partir de dióxido de carbono, abundante en la atmósfera de Marte.
El experimento, parte de la Misión Perseverance Rover de la NASA que aterrizó en Marte en febrero de 2021, es la primera vez que los recursos de otro planeta se transforman en algo útil para las misiones humanas, dijeron los investigadores. La pequeña caja, creada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y el MIT, produce suficiente oxígeno para igualar la producción de un pequeño árbol en la Tierra, y puede hacerlo durante el día y la noche durante múltiples estaciones marcianas.
“Es lo que los exploradores han hecho desde tiempos inmemoriales”, dijo Jeffrey Hoffman, ex astronauta de la NASA que ahora es investigador principal adjunto de la misión MOXIE y profesor de ingeniería aeroespacial en el MIT. “Averigüe qué recursos están disponibles en el lugar al que se dirige y descubra cómo usarlos”.
Las agencias espaciales, los científicos y los empresarios piden a gritos que los humanos exploren Marte. La muy esperada y problemática misión Artemisa de la NASA a la luna se considera un trampolín para explorar Marte en la próxima década más o menos. China espera poner humanos en el planeta para 2033. Elon Musk, la persona más rica del mundo y CEO de SpaceX, insinuó hacerlo para 2029.
Pero llevar humanos a Marte requiere que sucedan una serie de cosas complicadas, dijo Hoffman. Los astronautas tienen que soportar altos niveles de radiación cósmica durante el largo viaje al planeta. Viajar hacia y desde Marte puede llevar más de 8 meses, por lo que debe haber suficientes suministros de alimentos y medicinas para los viajeros espaciales.
Quizás lo más importante es el oxígeno, dijo Hoffman. Los astronautas lo necesitan para respirar en cualquier hábitat temporal que establezcan en Marte, así como en los tanques de los trajes espaciales para cuando estén explorando el planeta. También es un propulsor crucial para alimentar el cohete que necesitarían para llevar de Marte a la Tierra.
Es posible que las agencias espaciales puedan enviar suficiente oxígeno a Marte para que los astronautas respiren y hagan el viaje de regreso a casa, dijo Hoffman, pero hacerlo sería muy costoso, ya que se necesitarían múltiples lanzamientos de cohetes para lograrlo. Producir el oxígeno en Marte a partir del dióxido de carbono de su atmósfera sería más barato, dijo. (La atmósfera de Marte es aproximadamente 96% de dióxido de carbono).
Para probar esa capacidad, la NASA trajo una pequeña caja dorada en su misión Perseverance Rover el año pasado. Desde abril de 2021, MOXIE ha realizado varias pruebas en las que produjo oxígeno durante varios momentos del día marciano y durante diferentes condiciones estacionales. Durante cada experimento, la caja generó aproximadamente 6 gramos de oxígeno por hora, lo que equivale a la producción de un árbol modesto en la Tierra. (En su prueba más reciente, que se publicará en un artículo futuro, Hoffman dijo que la producción de la máquina aumentó a 10 gramos por hora).
Si se domina la tecnología, los científicos tendrían que escalar considerablemente el tamaño de la máquina y asegurarse de que pueda funcionar de forma continua. Para sostener una misión humana a Marte y recuperar a la gente, dijo Hoffman, se necesitaría crear al menos 4.5 a 6.5 libras de oxígeno por hora durante una misión de varios años. “Eso requeriría escalar las cosas varios cientos de veces”, dijo.
Actualmente, la máquina puede funcionar durante la mayor parte del día marciano, excepto en algunos momentos específicos.
“Lo único que no hemos demostrado es correr al amanecer o al anochecer, cuando la temperatura [en Marte] está cambiando sustancialmente”, dijo Michael Hecht, investigador principal de la misión MOXIE en el Observatorio Haystack del MIT. “Tenemos un as bajo la manga que nos permitirá hacer eso, y una vez que lo probemos en el laboratorio, podemos alcanzar ese último hito para demostrar que realmente podemos correr en cualquier momento”.
En el futuro, los ingenieros planean llevar el dispositivo MOXIE al límite, aumentando su capacidad de producción de oxígeno y asegurándose de que funcione durante la primavera marciana, cuando la atmósfera del planeta es densa y los niveles de dióxido de carbono son muy altos. “Lo pondremos todo tan alto como nos atrevamos y dejaremos que funcione todo el tiempo que podamos”, dijo Hecht.
Los ingenieros controlarán el desgaste de la máquina y verán si tiene la capacidad de soportar suficiente estrés para sugerir que se puede convertir en un sistema a gran escala que puede funcionar de forma continua durante miles de horas. Si es así, los efectos podrían ser significativos.
“Para apoyar una misión humana a Marte, tenemos que traer muchas cosas de la Tierra”, dijo Hoffman. “¿Pero el viejo y tonto oxígeno? Si puedes llegar allí, hazlo, estás muy por delante del juego”.
