Mô phỏng Perseverance ở miệng hố Jezero. Ảnh: NASA.
Các nhiệm vụ có người lái tới hành tinh đỏ trong tương lai có thể sử dụng lượng lớn oxy đã biến đổi để tạo ra nhiên liệu giúp phóng tên lửa trở về Trái Đất từ bề mặt sao Hỏa. Phóng vật liệu vào không gian là nhiệm vụ vô cùng khó khăn và tốn kém với chi phí khoảng 10.000 USD cho 0,5 kilogram hàng hóa đưa lên quỹ đạo. Để tiết kiệm chi phí và biến tham vọng khám phá sao Hỏa thành hiện thực, NASA và các đối tác đang tìm hiểu những cách để phi hành gia trong tương lai có thể tận dụng tài nguyên có sẵn trên sao Hỏa nhằm sinh tồn và trở về Trái Đất.
Một trong những tài nguyên quan trọng nhất mà phi hành gia cần dùng để khám phá sao Hỏa là oxy. Loại khí quý giá này rất cần thiết đối với nhiều mục đích. Trước hết, phi hành gia cần oxy tinh khiết để thở, nhưng đây cũng là thành phần thiết yếu để tổng hợp nhiên liệu cho phép tên lửa thực hiện hành trình trở về Trái Đất. Robot tự hành Perseverance của NASA sẽ kiểm tra tính khả thi của việc sản xuất oxy trên hành tinh đỏ sau khi đáp xuống bề mặt bằng cách sử dụng thiết bị Thí nghiệm tận dụng tài nguyên bảo tồn tại chỗ oxy sao Hỏa (MOXIE).
Khí quyển sao Hỏa mỏng hơn nhiều so với Trái Đất, bao gồm 95% CO2. Thiết bị MOXIE lớn cỡ lò nướng được thiết kế để hút CO2 từ khí quyển bằng bơm khí, và phân tách khí nhà kính này thông qua điện hóa học thành các nguyên tố cấu tạo. Mỗi phân tử CO2 bị chia thành 2 nguyên tử oxy và một nguyên tử carbon. Kết quả từ thí nghiệm sẽ được phân tích để đo độ tinh khiết và lượng oxy đã sản xuất.
"Thiết kế của MOXIE giúp tạo ra khoảng 6 - 10 g oxy mỗi giờ, chỉ đủ cho một con chó nhỏ hít thở", Asad Aboobaker, kỹ sư hệ thống MOXIE ở Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA tại California, cho biết. "Hệ thống cỡ lớn để sản xuất nhiên liệu cho chuyến bay trở về cần tăng quy mô sản xuất oxy lên gấp 200 lần so với MOXIE".
Quá trình biến đổi diễn ra ở nhiệt độ cao (800 độ C), đòi hỏi thiết bị cần được chế tạo từ vật liệu chịu nhiệt bao gồm hợp kim in 3D giúp phân bố đều nhiệt dư thừa. Hệ thống cũng được mạ vàng để bảo vệ cả robot tự hành trước bức xạ hồng ngoại sinh ra trong quá trình sản xuất oxy.
Nhóm kỹ sư phía sau dự án Perseverance hy vọng có thể chạy MOXIE khoảng 10 lần trong thời gian hai năm để kiểm tra thiết bị hoạt động hiệu quả tới mức nào trong việc thu thập oxy từ khí quyển vào các mùa khác nhau trên sao Hỏa. Hiện nay, các nhà khoa học đang làm việc để tạo ra máy tách oxy MOXIE cỡ lớn, có thể nặng tới 1.000 kg.
An Khang (Theo New Atlas)