Gli scienziati esplorano un nuovo modo per generare aria respirabile su Marte

Mar 17, 2023

Inviare robot su altri pianeti è conveniente perché non hanno bisogno di aria respirabile, e la Terra è l’unico posto in cui l’abbiamo scoperto. Mentre la NASA e altre agenzie spaziali iniziano a lavorare verso missioni su Marte con equipaggio, dobbiamo affrontare il fastidioso bisogno umano di ossigeno. Una nuova ricerca dell’Università di Warwick suggerisce che le missioni su Marte dovrebbero abbandonare il tradizionale approccio del generatore di ossigeno e affidarsi invece a dispositivi fotoelettrochimici più semplici per generare ossigeno.

Secondo lo studio, pubblicato su Nature questa settimana, un Oxygen Generator Assembly (OSA) come quello che troveresti sulla Stazione Spaziale Internazionale è abbastanza efficace per generare ossigeno per la stazione. Ma questi sistemi sono notoriamente goffi e soggetti a fallimenti. I prodotti fotoelettrochimici potrebbero offrire un’opzione più affidabile per l’esplorazione e la sopravvivenza umana a lungo termine su Marte.

Un OGA utilizza l’elettrolisi dell’acqua per generare ossigeno, un processo abbastanza inefficiente che consuma da solo 1,5 kW di energia sulla ISS. Si tratta di una parte significativa dei 4,7 kW totali utilizzati dal sistema di controllo del supporto vitale. Questo sistema si basa sull’energia generata per incanalare la corrente elettrica attraverso l’acqua, ma un sistema fotoelettrochimico (PEC) non ha bisogno di farlo.

La generazione di ossigeno basata su PEC utilizza materiali semiconduttori per passare dall’energia solare alla scissione dell’acqua in idrogeno e ossigeno senza produrre elettricità. Ciò ha reso il PEC un tema caldo tra i ricercatori nel campo dell’energia sostenibile per ciò che potrebbe fare per la Terra, ma non c’è motivo per cui hardware simili non possano fornire ossigeno agli astronauti. La nuova ricerca ha esplorato come la radiazione solare su Marte e sulla Luna potrebbe supportare i dispositivi PEC, concludendo che si tratta di un approccio praticabile al supporto della vita umana che funzionerebbe in microgravità e potrebbe essere ampliato secondo necessità. Tuttavia, l’attuale tecnologia PEC deve diventare più efficiente e compatta prima di poter essere inserita in un veicolo spaziale. Tuttavia, potremmo non aver bisogno di costruire un sistema di supporto vitale su larga scala sulla Terra.

Poiché ogni oncia lanciata dalla Terra costa denaro, le aziende aerospaziali sono sempre più interessate all’utilizzo delle risorse in situ (ISRU). Ciò significa progettare una missione per utilizzare i materiali a destinazione anziché spedire tutto dalla Terra. Ad esempio, la NASA ha esplorato l’utilizzo del suolo marziano come materiale da costruzione e numerosi progetti stanno studiando come gli astronauti potrebbero raccogliere il ghiaccio d’acqua dalla Luna. Il JPL ha anche lanciato un esperimento con il rover Perseverance che ha dimostrato che potrebbe generare tanto ossigeno quanto un singolo albero. Allo stesso modo, i ricercatori hanno esplorato modi per costruire e mantenere l’hardware PEC sulla Luna e su Marte. "La costruzione del dispositivo può attingere da una varietà di semiconduttori e materiali elettrocatalizzatori disponibili sulla Luna e su Marte, e i materiali richiesti possono eventualmente essere prodotti tramite ISRU", afferma lo studio.