Newsy

NASA chce wyprodukować tlen na Marsie. Pomoże to w eksploracji planety i powrocie astronautów na Ziemię [DEPESZA]

2020-11-27  |  06:00
Wszystkie newsy
MOXIE; źródło: NASA/JPL-Caltech

Już wkrótce na Marsie będzie można produkować tlen. Łazik Perseverance NASA wyposażony jest w urządzenie MOXIE, które może przekształcić marsjańskie powietrze w tlen. Cienka atmosfera Czerwonej Planety składa się w 95 proc. z dwutlenku węgla. Wysłanie czegokolwiek z powrotem w kosmos wymaga paliwa, a spalanie go wymaga tlenu. MOXIE wytwarza tylko około 6 gramów tlenu na godzinę – to o wiele za mało. Jeśli jednak system się sprawdzi, misje na Marsa i dalsza eksploracja kosmosu staną się o wiele prostsze.

– Kiedy wyślemy ludzi na Marsa, będziemy chcieli, aby bezpiecznie z niego wrócili  W tym celu potrzebują rakiety, aby unieść się z planety. Ciekły tlen do utleniania paliwa rakietowego to coś, co możemy wyprodukować na miejscu, nie musimy go zabierać ze sobą na pokładzie. Jednym z pomysłów jest to, by zabrać w podróż pusty zbiornik i napełnić go na Marsie – wskazuje Michael Hecht z Haystack Observatory na MIT, zastępca dyrektora projektu Event Horizon Telescope, a także główny badacz instrumentu Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE).

Kilka miesięcy temu łazik Perseverance wyruszył w jednokierunkową podróż na powierzchnię Marsa. Wśród wielu innych narzędzi statek zawiera eksperymentalny instrument, który może pomóc astronautom w przyszłości w podróżowaniu na planetę w obie strony.

Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment, czyli MOXIE, jest wielkości mniej więcej akumulatora samochodowego, ale jego rola jest ogromna. Został zaprojektowany, aby poprzez elektrolizę przekształcić dwutlenek węgla w tlen. Cienka atmosfera Marsa składa się w 95–96 proc. z dwutlenku węgla. Wysłanie czegokolwiek z powrotem w kosmos wymaga paliwa, a jego spalanie – tlenu. NASA mogłaby wysłać ciekły tlen na Czerwoną Planetę, ale potrzebna ilość zajmuje zbyt dużo miejsca. Tu pomóc może MOXIE.

– Ludzie zazwyczaj pytają mnie, czy MOXIE jest rozwijany po to, by astronauci mieli czym oddychać na Marsie – twierdzi Michael Hecht. – Jednak to rakiety potrzebują setek razy więcej tlenu niż ludzie.

Atmosfera na Marsie jest 170 razy cieńsza niż na Ziemi. Powietrze jest bogate w dwutlenek węgla, a niskie ciśnienie oznacza, że ​​ilości otaczającego powietrza wpływające do reaktywnego rdzenia MOXIE nie wytwarzają dużo tlenu. Jednak sprężarka urządzenia wytwarza tlen jak drzewo – wdycha dwutlenek węgla i wydycha tlen. Zasysa go i poddaje elektrolizie pod ciśnieniem zbliżonym do ziemskiego. Tam chemiczny katalizator działający w temperaturze 800 stopni Celsjusza wyrywa atom tlenu z każdego wchodzącego CO2. Pary atomów tlenu łączą się i tworzą dwuatomowy tlen, który wydostaje się z tlenkiem węgla.

MOXIE jest niewielki, produkuje też niewielkie ilości tlenu, niewystarczające do wytworzenia paliwa. NASA obecnie testuje rozwiązanie, jeśli się sprawdzi, na Marsie mogłoby stanąć znacznie większe urządzenie, które pomoże w przyszłych misjach kosmicznych. Aby wystartować z Czerwonej Planety, astronauci potrzebują około 30–45 ton metrycznych paliwa, czyli mniej więcej tyle, ile waży prom kosmiczny. Przyszłe generatory tlenu, które obsługują misje ludzi na Marsie, musiałyby być ok. 100 razy większe niż MOXIE.

– MOXIE jest zaprojektowany do wytwarzania około 6 do 10 gramów tlenu na godzinę. To wystarczająca ilość do oddychania dla małego psa – wskazuje Asad Aboobaker, inżynier systemów MOXIE w Jet Propulsion Laboratory w Południowej Kalifornii. – Pełnowymiarowy, docelowy system przystosowany do produkcji paliwa, które wystarczy na powrót astronautów z Marsa, wymagałby zwiększenia produkcji tlenu o około 200 razy.

Produkcja tlenu na Marsie rozwiązałaby ostatni z większych problemów w jego eksploracji. Od lat 90. dyskusje na ten temat sprowadzały się do czterech pytań. Dwa dotyczyły bezpieczeństwa Czerwonej Planety dla ludzkich misji. Jej atmosfera zagraża burzami piaskowymi i promieniowaniem. Te pytania zostały rozwiązane. Kolejne dotyczyło tego, jak duże pojazdy mogą lądować na Marsie. Ten problem został rozwiązany, gdy cztery łaziki NASA wylądowały na nim bezpiecznie w latach 1996–2011. Czwarte pytanie pozostawało bez odpowiedzi i dotyczyło sposobu, w jaki można sprowadzić wszystkie niezbędne zasoby na Marsa. MOXIE może stanowić odpowiedź.

– Zaangażowanie w rozwój MOXIE pokazuje, że NASA traktuje to poważnie – podkreśla Michael Hecht. – MOXIE nie jest jeszcze pełną odpowiedzią, ale jest jej kluczowym elementem. Jeśli projekt się powiedzie, przyszli astronauci będą mogli polegać na tej technologii, która pomoże im bezpiecznie wrócić z Marsa do domu.

Pierwsza załogowa misja na Marsa miałaby się odbyć do 2033 roku.

Czytaj także

Więcej ważnych informacji

Partner serwisu

Venture Cafe Warsaw

Media i PR

Pandemia nie zachwiała pozycją polskich fabryk telewizorów. Na produkcję może wpłynąć brak komponentów z Azji i wzrost ich ceny

W Polsce co roku sprzedaje się ponad 2 mln nowych telewizorów, co – jak podaje Związek Cyfrowa Polska – plasuje nas pod tym względem na szóstym miejscu w Europie. Polska przoduje również w produkcji telewizorów na Starym Kontynencie. Na tutejszym rynku swoje odbiorniki składa kilka dużych, globalnych marek, a ich produkcja jest nawet ośmiokrotnie większa, niż jest w stanie przyjąć krajowy rynek. Zapotrzebowanie na rynkach zagranicznych mocno zwiększyła pandemia, chociaż dziś sytuacja wraca do stanu z 2019 roku. Jednym z głównych tego typu zakładów jest należąca do TCL fabryka w podwarszawskim Żyrardowie. Tu powstają m.in. wyposażone w najnowsze technologie telewizory, z których gros trafia na eksport.

Telekomunikacja

Technologiczne kierunki studiów przeżywają oblężenie. Budowanie kadr kluczowe dla rozwoju branży

Polskie uczelnie kształcą rokrocznie ponad 110 tys. absolwentów kierunków naukowo-technicznych. Największą popularnością cieszą się informatyka, cyberbezpieczeństwo i inne kierunki powiązane z sektorem ICT, który ma duży wkład w rozwój krajowej gospodarki. Wymaga jednak nieustannego kształcenia nowych kadr oraz wyrównywania poziomu wiedzy i umiejętności zgodnie z globalnymi standardami. Temu właśnie służy program ICT Academy i towarzyszący mu konkurs ICT Competition, który organizuje Huawei. 

Infrastruktura

Gen. W. Nowak: Wskazanie dostawcy wysokiego ryzyka nie zapewni bezpieczeństwa technologii. Ustawa o cyberbezpieczeństwie wymaga dalszych prac [DEPESZA]

– Każdy system, nieważne z jakich urządzeń się składa, można odpowiednio zabezpieczyć – ocenia gen. Włodzimierz Nowak, ekspert ds. cyberbezpieczeństwa, nawiązując do proponowanej przez rząd oceny ryzyka dostawców sprzętu i technologii. Jego zdaniem skupianie się jedynie na dostawcy to tylko dotykanie wierzchołka góry lodowej, bo czynników ryzyka jest znacznie więcej. Zapisy ustawy o krajowym systemie cyberbezpieczeństwa wskazują, że jeśli firma technologiczna zostanie uznana za dostawcę wysokiego ryzyka, będzie de facto wykluczona z polskiego rynku, a operatorzy telekomunikacyjni będą musieli zrezygnować z jej urządzeń i usług. Kryteria oceny w dużej mierze są oparte na kwestiach przynależności państwowej, co według części ekspertów jest wymierzone w koncerny chińskie.