Technológia by mohla uľahčiť logistiku budúcich ľudských misií, pretože astronauti by si už nemuseli brať so sebou obrovské zásoby zdrojov.
Rover Perseverance na Marse. Zdroj: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Marťanský rover Perseverance má za sebou ďalší úspech. Experimentálny prístroj, ktorý je jeho súčasťou, premenil tamojší oxid uhličitý na kyslík. Hoci je technológia ešte na začiatku, v budúcnosti by mohla výrazne pomôcť ľudskej misii na Marse, a to prinajmenšom dvojako. Vyrábala by kyslík, ktorý by dýchali astronauti a ktorý by tiež použili na pohon rakiet a vrátili sa späť na Zem. Bez tohto plynu sa totiž nikam nepohneme.
Výhodou prístroja je, že zužitkuje dostupný materiál a zdroje planéty. Posádka by tak nemusela už zo Zeme odštartovať s obrovskou zásobou kyslíka, čo by bolo veľmi náročné.
Takmer ako fotosyntéza
Atmosféru Marsu tvorí až z 95 percent oxid uhličitý, zvyšok objemu predstavuje dusík, argón a nepatrné množstvo ďalších plynov. Kyslík tvorí len zhruba sedemnásť stotín objemu. V takomto prostredí by ľudia bez zásob kyslíka neprežili. No aj z danej situácie sa dá niečo vyťažiť. Úlohou experimentálneho prístroja, ktorý nazvali MOXIE, je vyrábať dýchateľný plyn z miestnych zdrojov.
Oxid uhličitý totiž tvoria jeden atóm uhlíka a dva atómy kyslíka, ktoré je možné oddeliť. Princíp fungovania zariadenia sa dá zjednodušene prirovnať k fotosyntéze, ktorú využívajú rastliny.
„Na vstupe je oxid uhličitý a ako produkt vychádza kyslík. Pri hlbšom pohľade je však potrebné si uvedomiť, že existujú rozdiely. Rastliny pri fotosyntéze využívajú premenu vody a oxidu uhličitého za prítomnosti slnečného svetla a chlorofylu na kyslík a glukózu, z ktorej je potom možné vytvárať komplexnejšie cukry. Pri procese, ktorý využíva MOXIE, je molekula oxidu uhličitého priamo disociovaná a ako produkty vznikajú kyslík a oxid uhoľnatý,“ vysvetľuje pre web Veda na dosah doktorand Patrik Čechvala z oddelenia astronómie a astrofyziky na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky UK.
Aby vôbec proces prebehol, špeciálna keramika, vďaka ktorej sa rozpad oxidu uhličitého deje, sa zahrieva až na osemsto stupňov Celzia. Celý prístroj je zložený zo žiaruvzdorných materiálov, pričom niektoré časti vyrobili pomocou trojrozmernej tlače. Udržiavať teplo pomáha aj aerogel, zvonka je zas MOXIE pokrytý tenkou vrstvou zlata. Tá odráža infračervené žiarenie, ktoré ide zvnútra a mohlo by poškodiť ďalšie zariadenia na roveri.
„Prístroj je teda tiež odizolovaný aj od vonkajších teplôt,“ ozrejmuje Čechvala.
Prístroj zvaný MOXIE je navrhnutý tak, aby z atmosféry odobral oxid uhličitý a vyrobil z neho dýchateľný kyslík. Zdroj: NASA/JPL-Caltech
Žiť z darov Marsu
Pri prvom spustení MOXIE vyrobil približne päť gramov kyslíka, čo by podľa NASA vystačilo jednému astronautovi na desať minút. Prístroj veľký ako hriankovač je v súčasnej experimentálnej podobe navrhnutý tak, aby za hodinu vytvoril desať gramov dýchateľného plynu. Toto množstvo nemá žiadne využitie, cieľom bolo len zistiť, či sa dajú marťanské zdroje využiť. Inžinieri odhadujú, že ak má byť ľudská misia životaschopná, stroj bude musieť byť zhruba stokrát väčší.
„Aby bolo možné vyprodukovať využiteľné množstvo kyslíka, je predovšetkým potrebné výrazne zväčšiť kapacity budúcich prístrojov, aby vytvorili rádovo tony kyslíka,“ hovorí doktorand.
NASA predpokladá, že astronauti by počas rok trvajúcej misie vydýchali približne tonu kyslíka. Na odštartovanie z povrchu planéty by navyše potrebovali ďalších dvadsaťpäť. Jedna možnosť je odštartovať už zo Zeme s takouto zásobou, čo by bolo veľmi náročné, či už finančne, alebo aj kapacitne. Rakety majú totiž obmedzenú nosnosť a každý kilogram sa ráta.
„Pre odpútanie sa od gravitačného poľa planéty je potrebný veľký impulz, ktorý v súčasnosti vieme dosiahnuť jedine pomocou chemických rakiet. Tie často poháňa palivo, ktoré je aj na báze kyslíka. Jeho výroba priamo na mieste preto ponúka vynikajúcu možnosť, ako produkovať palivo priamo a bez toho, aby bolo potrebné ho so sebou niesť už zo Zeme, čo výrazne odľahčí misiu,“ dopĺňa Čechvala.
MOXIE pritom nemusí byť jedinou technológiou, ktorá by v budúcnosti umožnila astronautom takpovediac žiť z darov Zeme. Európska vesmírna agentúra už niekoľko rokov skúma možnosti, ako by sa pomocou trojrozmernej tlače dali vytvoriť nielen súčiastky, ale aj tehly na postavenie základne napríklad na Mesiaci. Všetko by to mohli dokázať pomocou regolitu, rôznorodého horninového materiálu, ktorý pokrýva povrch našej prirodzenej družice.
