Los astronautas de la estación espacial pueden parecer distantes, pero sólo están a 248 millas de la Tierra: un poco más que el trayecto de Nueva York a Washington DC. Todo lo que necesitan puede ser entregado en un plazo relativamente corto. Los astronautas que visiten Marte no tendrán un acceso tan fácil. La distancia media del planeta rojo a la Tierra es de 140 millones de millas.

Podemos planificar misiones de suministro, pero tomar todo a lo largo del viaje sería caro y poco práctico. Como Mark Watney en El Marciano los exploradores tendrán que vivir de la tierra too.

Ha habido muchas propuestas sobre cómo los astronautas podrían producir lo esencial, pero hasta hace poco no se había probado ninguna tecnología sobre el terreno. Ahora, gracias a una máquina llamada MOXIE El proyecto, que se encuentra en la nave Perseverance de la NASA, permite afirmar que el ser humano podrá fabricar oxígeno en Marte.

En un artículo publicado esta semana en Avances científicos Según los investigadores, siete experimentos de una hora de duración realizados a lo largo de 2021 demuestran que MOXIE puede convertir de forma fiable el dióxido de carbono en el oxígeno de un pequeño árbol. En pruebas que abarcaron varias temperaturas y presiones, de día y de noche, en invierno y en verano, la valiente máquina respiró constantemente la atmósfera marciana y exhaló al menos seis gramos de oxígeno por hora.

El MOXIE hace su magia aspirando aire, filtrando el polvo y comprimiendo y calentando los gases a 800 grados Celsius. El aire calentado fluye a través de un instrumento de electrólisis de óxido sólido que divide el dióxido de carbono -que constituye El 96 por ciento de la atmósfera marciana -en oxígeno y monóxido de carbono. A continuación, la máquina separa el oxígeno y expulsa el monóxido de carbono, junto con otros gases, en forma de escape.

«Se trata de la primera demostración de utilizar realmente los recursos de la superficie de otro cuerpo planetario y transformarlos químicamente en algo que sería útil para una misión humana», dijo el investigador principal adjunto de MOXIE, Jeffrey Hoffman, profesor de la práctica en el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT, en un comunicado .

Un «bosque» marciano

La demostración es sólo el principio. Una versión futura, del tamaño de un «congelador pequeño». produciría oxígeno a un ritmo equivalente al de varios cientos de árboles. Fabricando unos tres kilogramos de oxígeno por hora durante 26 meses, la máquina podría alimentar un tanque de almacenamiento para mantener a los astronautas respirando y alimentar su viaje de vuelta a casa.

Para conseguirlo, la máquina tendría que demostrar que es capaz de funcionar sin parar en el duro entorno marciano y necesitaría mucha más potencia.

«La potencia es el área en la que esperamos ver la mayor mejora en el MOXIE ampliado». Dr. Michael Hecht director asociado del Observatorio Haystack del MIT e investigador principal de MOXIE, dijo Singularity Hub.

«En Perseverance utilizamos hasta 300 vatios para producir unos 8 gramos por hora de oxígeno, lo que representa no mucho más del 10 por ciento de eficiencia en relación con la cantidad de energía electroquímica que realmente se necesita para separar la molécula de CO2. Esperamos que el sistema a escala real tenga una eficacia de más del 90 por ciento, según los estudios detallados».

Algunas de estas ganancias se deberán a que una máquina más grande puede funcionar a presiones más bajas, ahorrando energía en la compresión, dijo el Dr. Hecht. Pero sobre todo será gracias a las economías de escala: se pueden producir gramos o kilogramos con la misma electrónica, por ejemplo.

Por supuesto, se necesitará una fuente de energía fiable. Según el Dr. Hecht, un reactor nuclear de unos 10 kilovatios (que está desarrollando la NASA) debería ser suficiente.

La ventaja de la energía nuclear es la fiabilidad y la longevidad. El rover Opportunity de la NASA, que funcionaba con paneles solares, se estrelló cuando una tormenta de polvo global bloqueó el sol. La fuente de energía nuclear de Perseverance, en cambio, es autónoma y con una duración de 14 años .

Hablando de tormentas de polvo, para una máquina que se gana la vida aspirando aire, tormentas globales que duran semanas o meses parecen enemigos formidables. De hecho, según el Dr. Hecht, al igual que los filtros de aire en casa se obstruyen, lo mismo ocurrirá en Marte.

«Hemos estudiado mucho la filtración de polvo, y parece ser uno de esos casos en los que la naturaleza es amable con nosotros. Las tormentas en sí mismas no son tan problemáticas como la constante entrada de polvo», dijo. «Pero, afortunadamente, el polvo no sigue el flujo de aire con tanta facilidad a esas bajas presiones, por lo que casi todo puede eliminarse con simples deflectores que obligan al aire a rodear las esquinas al entrar en el sistema».

Aunque se han respondido algunas preguntas importantes, el equipo tiene previsto seguir probando el MOXIE. Lo pondrán en marcha al anochecer y al amanecer, cuando las temperaturas marcianas oscilan más, lo presionarán para que produzca más oxígeno y controlarán cuidadosamente su desgaste. Mientras tanto, en la Tierra, Oxeon, la empresa que fabricó la unidad de electrólisis, ya ha construido y probado un sistema 100 veces mayor .

¿Próxima parada Marte?

No se sabe con certeza cuándo necesitaremos un producto terminado. La NASA tiene previsto lanzar este año el Artemis I, un trampolín hacia la Luna y, con el tiempo, se espera que hacia Marte. Mientras tanto, China tiene la vista puesta en el planeta rojo y SpaceX se apresura a completar su cohete a Marte. Las fechas previstas para el aterrizaje van desde finales de esta década hasta algún momento de la década de 2030.

De aquí a entonces, tendremos que resolver muchos retos importantes. Pero averiguar cómo producir aire para respirar y combustible para un viaje a casa es una gran casilla que hay que marcar. «Es lo que han hecho los exploradores desde tiempos inmemoriales», Hoffman le dijo a El Washington Post . «Averigua qué recursos hay en el lugar al que vas y averigua cómo utilizarlos».

Crédito de la imagen: NASA