L’esplorazione del pianeta rosso rappresenta uno dei più grandi traguardi della scienza e della tecnologia. L’obiettivo di sbarcare su Marte e costruire una colonia umana permanente rappresenta una sfida enorme per la nostra capacità di sopravvivenza.
Marte è un pianeta inospitale, privo di ossigeno e con temperature molto basse. Per sopravvivere su questo pianeta, gli esseri umani hanno bisogno di una serie di strumenti e tecnologie per proteggersi dalle condizioni climatiche estreme e garantire una fonte di ossigeno e acqua potabile.
La mancanza di ossigeno non è l’unico problema. Gli astronauti dovranno anche proteggersi dalle radiazioni cosmiche. Marte non ha una magnetosfera forte come quella della Terra, il che significa forte esposizione a dosi massicce di radiazioni cosmiche.
La NASA ha messo a punto MOXIE (Mars In-Situ Oxygen Resource Utilization Experiment), uno strumento in grado di produrre ossigeno nell’ atmosfera marziana ricca di carbonio.
Il tutto è iniziato come una serie di test facenti parte della missione Perseverance, atterrata su Marte nel febbraio 2021.
Moxie è stato in grado di produrre ossigeno in sette esperimenti, iniziati nell’aprile 2021, in diverse condizioni atmosferiche. Anche durante il giorno e la notte, e in diverse stazioni marziane.
Come la Terra, Marte ha stagioni distinte, ma durano più a lungo poiché Marte impiega più tempo a orbitare attorno al Sole.
In ogni esperimento Moxie ha raggiunto il suo obiettivo, ovvero produrre 6 grammi di ossigeno all’ora, all’incirca il tasso di un piccolo albero.
Moxie è piccolo, all’incirca delle dimensioni di un tostapane. È costruito per operare per brevi periodi, iniziando e completando ogni test, per poi allinearsi con il programma di esplorazione del rover.
Un Moxie espanso includerebbe unità più grandi che potrebbero funzionare continuamente e potenzialmente essere inviate su Marte prima di una missione umana per produrre ossigeno al ritmo di diverse centinaia di alberi.
La produzione costante di Moxie dall’arrivo su Marte è un primo passo promettente verso questo obiettivo, anche se sono necessari ulteriori aggiustamenti per garantire che possa funzionare dall’alba al tramonto, ovvero in momenti in cui la temperatura del pianeta cambia radicalmente.
Come funziona Moxie
La sottile atmosfera marziana è costituita per il 96% da anidride carbonica, non adatta agli esseri umani. L’atmosfera terrestre è formata per il 78% da azoto, per il 21% da ossigeno e in misura minore da anidride carbonica elio, neon, argon, ozono e idrogeno. Pertanto una percentuale così elevata di anidride carbonica, pur non risultando velenosa, risulterebbe senza dubbio altamente soffocante.
L’atmosfera marziana è anche molto più variabile dell’atmosfera terrestre. Se la temperatura all’equatore può salire a più di 20 °C durante il giorno, a volte scende sotto i -80 °C di notte. La temperatura media di Marte è di circa -63 °C (Terra: +14 °C). A causa dell’intensità variabile della radiazione solare, ci sono anche grandi differenze di temperatura durante il giorno.
Moxie funziona dividendo le molecole di anidride carbonica, che sono composte da un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno, da cui la sua formula chimica CO2. Divide le molecole di ossigeno ed emette monossido di carbonio come prodotto residuo (gas velenoso).
Gli ingegneri stanno ancora testando Moxie. Hanno in programma di aumentare la sua capacità e la produzione di ossigeno. Si stanno concentrando sui mesi primaverili, quando la densità atmosferica e i livelli di anidride carbonica sono particolarmente alti.
Fino a questo momento sembra che Moxie ce la stia mettendo tutta. Ha funzionato con successo nonostante abbia dovuto accendersi e spegnersi ripetutamente per le esecuzioni di test, uno stress termico che può degradare il sistema nel tempo.
Ciò suggerirebbe che un sistema su larga scala, progettato per funzionare continuamente, potrebbe farlo per migliaia di ore, o perlomeno lo si spera.
Per sostenere una missione umana su Marte, dobbiamo portare molte cose dalla Terra, come computer, tute spaziali e habitat, ma l’ossigeno riveste un ruolo fondamentale per la sopravvivenza di una possibile colonia marziana.
Il successo di Moxie mi fa venire in mente il film “Total Recall” dove su un Marte, parzialmente colonizzato dagli umani, viene scoperto un grande appartato alieno, costruito per rendere abitabile il pianeta attraverso una enorme produzione di ossigeno. Chissà se anche noi riusciremo nell’intento.