NASA đang lên kế hoạch tạo oxy từ khí quyển giàu carbon dioxide của sao Hỏa bằng công nghệ gắn trên robot Perseverance.
Thí nghiệm tận dụng tài nguyên oxy tại chỗ trên sao Hỏa (MOXIE) không thể biến sao Hỏa thành nơi có thể sinh sống. Mục tiêu của thí nghiệm này là chứng minh những người khám phá hành tinh đỏ trong tương lai có thể tự sản xuất oxy để hít thở. Oxy cũng có thể được sử dụng làm nhiên liệu đẩy, giúp phi hành gia không phải mang thêm nhiên liệu để quay trở lại Trái đất. Ngược lại, họ chỉ cần mang bình nhiên liệu rỗng và đổ đầy sau khi tới sao Hỏa.
Các nhà nghiên cứu lắp MOXIE dưới bộ khung gầm của robot Perseverance. (Ảnh: NASA).
MOXIE là khối hình hộp lớn cỡ bộ pin xe hơi gắn dưới bụng robot Perseverance. Các nhà khoa học sẽ sử dụng nó để lọc oxy từ khí quyển sao Hỏa. Thiết bị được phát triển bởi nhóm chuyên gia đến từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA. "Mọi người không chỉ cần oxy để hít thở mà còn dùng cho tên lửa. Nếu muốn đốt nhiên liệu, bạn cần sử dụng oxy. Đó là lý do bình nhiên liệu oxy luôn là đồ vật nặng nhất trong chuyến bay vào vũ trụ. Oxy tồn tại trên sao Hỏa, chỉ là không phải dưới dạng chúng ta có thể dùng. Đó là vấn đề chúng tôi đang tìm cách xử lý với MOXIE", Michael Hecht, nhà nghiên cứu chính của dự án MOXIE ở MIT.
Oxy trong khí quyển sao Hỏa không phổ biến như trên Trái đất. Oxy chiếm 21% khí quyển Trái đất, nhưng trên sao Hỏa tỷ lệ chỉ ở mức 0,13%. Khoảng 96% khí quyển sao Hỏa là carbon dioxide (CO2). MOXIE hoạt động bắt cách hút CO2, sau đó phân tách thành O2 và CO. Cỗ máy đặt CO2 dưới áp suất tương đương áp suất khí quyển Trái đất, sau đó đưa vào Bộ điện phân oxide rắn (SOXE). SOXE sử dụng hóa chất và điện để tách CO2 thành hai loại khí thành phần, sau đó làm nóng tới 800 độ C. Độ tinh khiết của O2 sẽ được phân tích trước khi giải phóng vào khí quyển sao Hỏa cùng với CO.
Hecht mô tả cỗ máy như "một cây cơ khí nhỏ". Tương tự, thực vật trên Trái đất cũng biến đổi CO2 thành oxy, nhưng thông qua quang hợp thay vì buồng phản ứng nóng hàng trăm độ C. Phương pháp tiếp cận này đỡ phức tạp hơn do với khoan sâu qua bề mặt hành tinh để tìm băng dưới lòng đất. Các nhà nghiên cứu cho rằng có thể tiếp cận và lọc để giải phóng oxy, nhưng việc sử dụng robot đào xới và khoan chắc chắn khiến thiết bị bị mào mòn và gây khó khăn do điều khiển từ xa.
Trong quá trình hoạt động, MOXIE cũng sẽ kiểm tra mẫu vật bụi có trong khí quyển sao Hỏa để xem nó ảnh hưởng như thế nào tới hệ thống trên bề mặt hành tinh.