Chỉ nhỏ bằng hộp cơm, cỗ máy này của MIT có thể sản xuất ra oxy trên Sao Hỏa

[VNR Content]

Oxy sẽ là một thành phần quan trọng đối với bất kỳ phi hành đoàn nào tham gia sứ mệnh lên Sao Hỏa. Sản xuất oxy trên hành tinh đỏ có thể là giải pháp mang lại hiệu quả cao hơn nhiều so với vận chuyển oxy từ Trái đất, và những thử nghiệm gần đây của NASA cho thấy ý tưởng này hoàn toàn khả thi. Tuy nhiên, khí oxy này sẽ được sử dụng chủ yếu cho nhiên liệu thay vì để hít thở.
Theo TechSpot, trong năm 2021, NASA đã gửi một cỗ máy lên Sao Hỏa cùng với tàu Perseverance 2020 - Mars Oxygen In Situ Resource Utilization (ISRU) Experiment (MOXIE) - và nó đã tạo ra được khoảng 50 grams oxy từ bầu khí quyển chủ yếu là Carbon Dioxide của hành tinh đỏ. Một nghiên cứu mới đây của MIT giải thích cách thức vận hành của cỗ máy chỉ nhỏ bằng hộp cơm này, và cách mà các nhà nghiên cứu có thể mở rộng quy mô của nó. Thử nghiệm MOXIE là bước tiến đầu tiên hướng đến mục tiêu giúp con người khám phá Sao Hỏa một cách bền vững.
Thiết bị nhỏ bằng hộp cơm này sẽ hấp thụ và nén khí CO2 từ khí quyển, sau đó đốt nó đến 800 độ C. Quy trình tiếp theo là điện phân nó thông qua một hệ thống oxide đặc và giải nén nó thành oxy và carbon monoxide. Cỗ máy này còn có thể kiểm định độ thuần khiết và chất lượng oxy tạo ra. Bởi MOXIE là một phần trong một thử nghiệm lớn hơn, thiết bị này giải phóng toàn bộ kết quả thu được thay vì lưu trữ chúng để sử dụng về sau.

Một thiết bị MOXIE chỉ sản xuất được 6 - 8 gram oxy mỗi giờ. Tuy nhiên, với quy mô hàng trăm máy, vấn đề khó khăn nhất mà loài người phải đối mặt trong công cuộc khám phá Sao Hỏa hoàn toàn có thể giải quyết được.
Các nhà khoa học không chỉ cần oxy để thở mà còn làm nhiên liệu nữa. Để nâng một phi hành đoàn gồm 6 người khỏi bề mặt Sao Hỏa cần khoảng 31 tấn oxy (cùng các nguyên tố khác). Muốn đưa số oxy đó từ Trái đất lên sẽ buộc các phi hành gia phải mang theo tổng cộng 500 tấn oxy trong mỗi sứ mệnh, do lượng nhiên liệu cần để thoát khỏi bầu khí quyển của Trái đất. Tạo oxy trên Sao Hỏa sẽ ít tốn kém hơn nhiều, giả sử công nghệ nói trên thực sự phát huy hiệu quả.
Một hệ thống MOXIE lớn có thể phải sản xuất 2 - 3 kg oxy mỗi giờ và vận hành liên tục trên Sao Hỏa trong hơn 2 năm trong khi chờ đợi các phi hành gia đặt chân lên hành tinh này. Tuy nhiên, phương pháp này có lẽ chỉ là một bước tiến đến gần hơn loại nguyên liệu mà các nhà nghiên cứu thực sự muốn để sản xuất oxy: nước.
Các sứ mệnh Sao Hỏa có thể sử dụng nước mắc kẹt trong các sông băng, tầng băng vĩnh cửu, và có thể là trong những vùng đất ẩm của hành tinh để tạo ra oxy và methane dùng cho nhiên liệu. Tuy nhiên, trích xuất nước đòi hỏi quy trình khai thác băng, nung chảy, thanh trùng, và vận chuyển hết sức phức tạp. Những sứ mệnh đầu tiên có thể oxy hóa một số nhiên liệu trên Sao Hỏa, đồng thời vận chuyển phần còn lại từ Trái đất lên và xây dựng cơ sở hạ tầng để tiếp cận nước của hành tinh đỏ.
Các nhà khoa học vẫn cần phải tìm hiểu thêm những vấn đề chưa lường trước được về khả năng mở rộng và độ bền lâu dài của MOXIE trước khi triển khai giai đoạn tiếp theo!
Tham khảo: TechSpot
Những nguy cơ khi đưa người lên sao Hỏa, tệ nhất có thể nguy hiểm tính mạng