moxie, nasa, perseverance, happi, hiilidioksidi, kaasukehä, hapentuotanto, mars

Nasa on tuottanut happea Marsissa

Mars-mönkijä Perseverancen MOXIE-kokeessa on erotettu happea punaisen planeetan ohuesta kaasukehästä. Tällä valmistellaan tulevaa avaruuslentoa.

Mars-mönkijä Perseverancen MOXIE-kokeessa on erotettu happea punaisen planeetan ohuesta kaasukehästä. Tällä valmistellaan tulevaa avaruuslentoa.

JPL-Caltech/NASA

Huipputekninen Mars-mönkijä laskeutui 18. helmikuuta 2021 Jezero-kraatteriin.

Ohjelmassa on koko joukko mullistavia kokeita, mutta tuloksiltaan ehkä kaikkein kauaskantoisin on MOXIE, jossa selvitetään mahdollisuuksia tuottaa happea Marsissa.

Koe on jo ollut tuloksekas. Nasa on tuottanut ensi kertaa happea punaisen planeetan pinnalla.

Ohut ilma enimmäkseen hiilidioksidia

Hapen tuottaminen Marsissa on suuri saavutus. Marsin kaasukehä on 100 kertaa ohuempi kuin Maan ilmakehä, ja siinä on oikeastaan vain hiilidioksidia. Siksi kaasukehä sopii äärimmäisen huonosti ihmiselle.

Kun Marsiin matkustetaan, happi täytyy ottaa mukaan. Sitä tarvitaan paitsi hengitysilman myös polttoaineen osaksi, jos tavoitteena on päästä takaisin Maahan.

moxie, nasa, perseverance, happi, hiilidioksidi, kaasukehä, hapentuotanto

Perseverance-mönkijän MOXIE-laitteisto näytti tältä, ennen kuin se lähetettiin Maasta Marsiin.

© JPL-Caltech/NASA

Hapentekokone jäljittelee puuta

MOXIE tuottaa happea hiilidioksidista kasveille ominaisella menetelmällä.

Sähkö hajottaa hiilidioksidin

Ensin Marsin ilmaa puristetaan kokoon. Kun siihen johdetaan sähköä, hiilidioksidi hajoaa hiilimonoksidiksi (CO) ja happiatomiksi, jossa on kaksi ylimääräistä elektronia, eli oksidi-ioniksi.

Happiatomit vedetään talteen

Oksidi-ionit ovat negatiivisesti varautuneita, joten piirin positiivinen puoli vetää niitä puoleensa. Ne läpäisevät esteen, jonka läpi hiilimonoksidi ei pääse.

Atomit kertyvät hapeksi

Oksidi-ionit kohtaavat positiivisessa navassa ja luovuttavat kaksi elektronia. Nämä poistuvat järjestelmästä. Tuloksena on tavallisia happimolekyylejä (O2).

Kuorma voi pienentyä

Kuljetettava happi painaa ja vie tilaa. Siksi Nasa tutkii, voidaanko happea tuottaa automaattisesti hajottamalla hiilidioksidia hiilimonoksidiksi ja hapeksi.

Ensimmäinen koe osoittaa, että tekniikka toimii. MOXIE-laitteisto oli saanut kahdessa kuukaudessa aikaan viisi grammaa happea. Se vastaa astronautin kymmenen minuutin tarvetta.

Lähitulevaisuudessa MOXIE yrittää tuottaa happea vielä yhdeksän kertaa eri vuoden- ja vuorokaudenaikoina.

Tulevaisuuden happi on jäässä

Ensimmäiset varsinaiset hapentekokoneet toimivat samalla periaatteella kuin MOXIE mutta suuremmassa mittakaavassa.

Parempana tapana vastata tarpeeseen pidetään kuitenkin hapen tuottamista jäästä, jota Marsin pinnan alla tutkijoiden mukaan piilee. Jää sisältää nimittäin sekä happea että vetyä, joka sopii sellaisenaan rakettien ajoaineeksi.