Het instrument MOXIE, dat zich in het ruimtewagentje Perseverance op Mars bevindt, kan zuurstof maken uit CO2. Dat brengt bemande ruimtevaart naar de rode planeet weer een stapje dichterbij.

 

Een apparaat op Mars is er in 2021 diverse malen in geslaagd om zuurstof te produceren. Dat schrijft een team van voornamelijk Amerikaanse wetenschappers deze week in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances.

 

Elektrolyse

MOXIE (Mars OXygen In situ resource Experiment) wint de zuurstof uit CO2 – net als de bomen en planten op aarde, alleen dan met behulp van elektrolyse in plaats van door fotosynthese. Koolstofdioxide is op de rode planeet ruim voorradig: ruim 95 procent van de atmosfeer van Mars bestaat CO2, nog geen 0,2 procent is zuurstof.

MOXIE heeft nu zeven experimenten gedaan, en het oogsten van zuurstof blijkt goed te lukken, zowel overdag als ’s nachts en bij alle seizoenen. Dat zijn er vier, net als op aarde, alleen duren ze twee keer zo lang en zijn de verschillen groter. De oppervlaktetemperatuur van Mars varieert gedurende het Marsjaar van -140 tot 20 graden Celsius.

 

Bemande missies

Ruimtevaartorganisatie NASA wil ooit bemande missies naar Mars sturen. Daarvoor is zuurstof onontbeerlijk. Niet alleen om astronauten te laten ademen, maar ook om het mogelijk te maken dat de raket vanaf Mars opnieuw gelanceerd kan worden en de astronauten dus weer terug kunnen naar de aarde.

Al die zuurstof meenemen vanaf de aarde is te zwaar, maar dankzij MOXIE zou het wel een idee kunnen zijn met een lege zuurstoftank te vertrekken en deze op Mars pas te vullen, zegt onderzoeker Michael Hecht van Massachusetts Institute of Technology op de website van NASA.

 

Opschaling

Daarvoor moeten de experimenten alleen nog wel worden opgeschaald: de proeven duurden ongeveer een uur, waarin MOXIE pakweg 10 gram zuurstof produceerde. Voor het lanceren van een zespersoons raket is 31 ton zuurstof nodig. Om te ademen heeft een mens ongeveer een kwart ton per jaar nodig.

Als MOXIE wordt opgeschaald tot enkele honderden malen groter dan nu, kan het in een paar jaar voldoende zuurstof produceren voor de terugweg, schrijven de onderzoekers

 

Methode 

MOXIE is een kastje van 17 kilo en bevindt zich in het Marskarretje Perseverance. Het oogst de zuurstof door de atmosfeer van Mars te comprimeren en tot 800 graden Celsius te verhitten en het dan door een ‘solid oxide elektrolyse cell' te leiden. Daar wordt de kooldioxide gesplitst in koolmonoxide en zuurstof.

 

Water

Ook uit water valt met elektrolyse zuurstof te maken. Dat water moet op Mars dan echter eerst ‘gemijnd’ worden – het zit er in gehydrateerde bodems en in waterijs – terwijl de CO2 gewoon overal in de atmosfeer zit. Op aarde wordt wel druk geëxperimenteerd met het optimaliseren van deze methode.

 

Openingsbeeld: NASA