NASA se pochlubila, že už dokáže na Marsu vyrábět kyslík. Perseverance se chová jako malý strom

Marsovský rover Perseverance poslal na Zemi už tisíce fotografií a vědeckých měření, jeden experiment s klíčovým potenciálem pro budoucí lety s lidskou posádkou nicméně doposud stál spíše v pozadí. Tým autorů z MIT, NASA a dalších organizací se nicméně nyní pochlubil jeho výsledky v časopisu Science.

Řeč je o zařízení MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment), které dokázalo pomocí elektrolýzy a všudypřítomného atmosférického oxidu uhličitého vyrobit kyslík. ISRU je zkratka pro In Situ Resource Utilization – výrobu zdrojů přímo na místě –, no a právě kyslík je jednou z nejpalčivějších výzev, pokud na Mars dopravíme masu, kterou později budeme chtít odeslat zpět domů.

MAV bude potřebovat 39 tun okysličovadla

Mars má oproti Zemi jen 38% gravitaci a také jeho atmosféra je mnohem řidší, takže k vypuštění tělesa na jeho oběžnou dráhu potřebujeme mnohem méně paliva. V případě Rudé planety se pracuje s pohonem na bázi metanu a kyslíku.

Ilustrace první generace malých nákladních lodí MAV

Zařízení MAV (Mars Ascent Vehicle), které dopraví šestičlennou posádku na oběžnou dráhu k hlavní lodi bude potřebovat zhruba 40 tun paliva: 39 tun kyslíku a 9 tun metanu.

K dopravě 40 tun nákladu na Mars potřebujeme 500 tun paliva

Jenže to má háček. Doprava pouhých 40 tun nákladu ze zemského povrchu na ten marsovský vyžaduje při současném stavu raketové technologie okolo 500 tun paliva. A to se bavíme jen o dopravě paliva pro modul MAV.

Jedna z představ MAV pro lidskou posádku

Kdybychom tedy měli dovážet veškerý náklad ze Země jako doposud, náklady budou astronomické. Jednoduše řečeno, dopravit na Mars rover je jedna věc, má to však jen pramálo společného s tím, co všechno budeme potřebovat k tomu, abychom na Mars dopravili lidskou posádku, která tam má přežít a ke všemu si dopřát ten luxus, že se ve zdraví vrátí zpět.

Malý strom na Marsu

ISRU je proto základ, přičemž místní výroba paliva pak naprostá nezbytnost. A právě to několikrát úspěšně ověřil experiment MOXIE, který v roveru Perseverance vyrobit kyslík pomocí elektrolýzy atmosférického oxidu uhličitého za vysokých teplot okolo 800 °C.

Zařízení s rozměry 23,9 × 23,9 × 30,9 centimetrů dokáže na palubě Perseverance vyrobit 6-8 gramů čistého kyslíku za hodinu
 

MOXIE dokázal syntetizovat 6-8 gramů kyslíku za hodinu (teoreticky až 10 g/hod.), což odpovídá výkonu malého stromku.  Na rovinu, je sice malý zázrak, že se to vůbec povedlo, k výrobě několika desítek tun okysličovadla pro raketové motory bychom ale potřebovali nepřetržitý provoz po dobu až 742 let, což je poněkud déle než předpokládaná frekvence letů na rudou planetu.

K výrobě paliva potřebujeme celý les

Na stranu druhou, MOXIE byl pouze experiment, produkční jednotka by totiž mohla podle vědců dosahovat výkonu 2-3 kilogramů kyslíku za hodinu, což by bohatě stačilo pro předpokládaný letový cyklus v délce 26 měsíců.

Moxie má rozměry příručního zavazadla

Prinicpy In Situ Resource Utilization budou klíčové i pro delší setrvání na Marsu a pozdější těžbu a výrobu paliva ze zamrzlé povrchové vody a permafrostu, který se podle geografů vyskytuje zhruba od 40-50° zeměpisné šířky. To se už ale dostáváme do vzdálenější budoucnosti, o které si budou s trochou štěstí číst spíše až vaše šedivějící děti.

Nejprve musíme znovudobýt Měsíc 

Aby se toto vše podařilo, musíme ideálně ještě v tomto desetiletí nejprve znovudobýt Měsíc, postavit na něm základnu a všechny technologie si pečlivě vyzkoušet ve směšné vzdálenosti od Země.

Pokud se tedy ptáte, proč se v rámci programu Artemis vracíme na náš přirozený satelit, jedním z důvodu je právě to, že to, že je Měsíc zdaleka nejvhodnější – podle mnohých dokonce zcela nezbytný – simulátor pro cesty s lidskou posádkou mnohem dál.