Eksperimen MOXIE NASA Membuat Oksigen di Mars Bagian 1

Eksperimen MOXIE NASA Membuat Oksigen di Mars Bagian 1

Eksperimen MOXIE NASA Membuat Oksigen di Mars Bagian 1 – Ketika Mars Perseverance Rover mengambil cuti beberapa jam dari menjelajahi Kawah Jezero, perangkat seukuran pemanggang roti menjalankan eksperimen kimia sederhana yang mungkin suatu hari memungkinkan manusia untuk bertahan hidup di Planet Merah dan kembali.

Dikenal sebagai MOXIE, atau Eksperimen Pemanfaatan Sumber Daya In-Site Oksigen Mars, perangkat ini mengekstraksi sejumlah kecil oksigen dari atmosfer Mars (yaitu 96 persen karbon dioksida) dengan menjalankannya melalui arus listrik, sebuah proses yang disebut elektrolisis. Akhir pekan ini, MOXIE akan menjalankan proses pengambilan oksigen untuk ketiga kalinya sejak rover mendarat di bulan Februari, setiap kali memproduksi cukup untuk manusia bernapas selama sekitar 10 atau 15 menit. Kelihatannya tidak banyak, tetapi tujuan utamanya adalah untuk meningkatkan MOXIE menjadi sistem otomatis yang akan menghasilkan oksigen yang dapat bernapas untuk awak manusia dan digunakan untuk penerbangan kembali. NASA memperkirakan bahwa meluncurkan roket dari Mars akan membutuhkan oksigen dalam jumlah industri, yang, bersama dengan bahan bakar roket, merupakan propelan.

MOXIE adalah salah satu dari beberapa eksperimen yang sedang dilakukan oleh para peneliti di NASA dan Badan Antariksa Eropa untuk memanfaatkan hal-hal yang ditawarkan Mars dan bulan, sebuah konsep yang dikenal sebagai pemanfaatan sumber daya in-situ. Ide untuk menciptakan bahan bakar dan oksigen yang dapat bernapas telah ada selama beberapa dekade, tetapi mereka baru sekarang mencapai titik di mana mereka dapat diuji baik di laboratorium maupun di permukaan Mars. Para peneliti ini mengatakan lompatan besar akan datang ketika mereka dapat beralih dari eksperimen dengan kimia sederhana ke pengembangan prototipe rekayasa yang lebih kompleks, dan akhirnya pabrik oksigen otomatis. Ini tidak akan mudah; mereka menghadapi salah satu hambatan terbesar untuk memproduksi oksigen dengan elektrolisis: sejumlah besar energi yang dibutuhkan untuk membuatnya bekerja.

Namun, para ilmuwan yang terlibat dalam MOXIE dan upaya pemanfaatan sumber daya lainnya sangat antusias dengan hasil yang mereka peroleh sejauh ini dari misi Ketekunan. “Ini akan sangat menakutkan seperti jarum jam,” kata Michael Hecht, peneliti utama MOXIE dan direktur asosiasi manajemen penelitian di Observatorium Haystack MIT. “Sungguh menakjubkan betapa hasilnya terlihat identik dengan apa yang telah kami jalankan di laboratorium dua tahun sebelumnya. Berapa banyak hal yang dapat Anda simpan selama dua tahun dan dihidupkan dan bahkan berharap untuk bekerja lagi? Maksudku, coba itu dengan sepedamu.”

Hecht mengatakan dua putaran MOXIE pertama telah menghasilkan antara 4 dan 5 gram oksigen, yang setara dengan volumetrik sekitar satu galon di bawah tekanan atmosfer Bumi. Akhir pekan ini dia mengharapkan MOXIE menghasilkan 8 gram dalam satu jam. Karena kekuatan yang dituntut MOXIE, Ketekunan tidak akan dapat menjalankan eksperimen lain atau mengumpulkan data lain selama waktu itu, kata Hecht.

Tim rover di Jet Propulsion Laboratory NASA, yang mengoperasikan Perseverance, akan mengaktifkan salah satu dari dua mikrofon rover untuk memantau kompresor MOXIE; yang akan berfungsi sebagai alat diagnostik yang akan memberi tahu mereka seperti apa bunyinya saat semua sistem bekerja dengan baik. (Mereka masih mencari tahu persis seperti apa itu, karena suara bergerak secara berbeda di atmosfer Mars daripada di laboratorium NASA.) Rekaman suara juga sesuatu yang rapi untuk didengarkan di Bumi. “Saya perlu melakukan sedikit pemrosesan pada file .wav untuk menjadikannya sesuatu yang dapat saya mainkan untuk orang-orang, tetapi spektogramnya tampak hebat,” kata Hecht. “Dan saya kira Anda sekarang dapat mengatakan bahwa Anda dapat mendengar suara oksigen yang dibuat di Mars.”

Hecht mengatakan mereka berencana untuk MOXIE melakukan delapan putaran lagi selama beberapa bulan ke depan, membuat sedikit penyesuaian untuk mengoptimalkan keluaran oksigen terbaik untuk masukan listrik yang diberikan.

Mungkin butuh waktu lama sebelum astronot mendarat di Mars. NASA berbicara tentang awal 2030-an, sementara Elon Musk dari SpaceX berjanji akan lebih cepat. Tetapi ketika manusia mendarat, mereka mungkin menemukan penerus MOXIE menunggu mereka. Setiap kru yang datang ke Mars kemungkinan akan memiliki perangkat mereka sendiri di pesawat ruang angkasa mereka yang membuat oksigen untuk bernafas, jadi masalah yang lebih besar untuk dipecahkan adalah membuat propelan yang akan mereka gunakan untuk terbang pulang. “Jika Anda ingin membakar bahan bakar, Anda membutuhkan oksigen untuk membakarnya,” kata Hecht.

Hecht mengatakan bahwa kru empat orang hanya membutuhkan sekitar 1,5 metrik ton oksigen selama setahun untuk mendukung kehidupan, tetapi sekitar 25 ton untuk menghasilkan daya dorong dari 7 ton bahan bakar roket. Hal termudah adalah mengirim sistem otomatis enam bulan sebelum kru tiba sehingga para astronot memiliki oksigen yang menunggu mereka. Juga berarti mereka harus membawa lebih sedikit peralatan dari Bumi. “Tidak akan sebanding dengan kerumitan untuk membawa satu ton peralatan untuk membuat 25 ton oksigen untuk propelan,” kata Hecht.

Beberapa dari perhitungan yang sama sedang dipertimbangkan untuk misi bulan yang prospektif, yang mungkin terjadi lebih cepat daripada perjalanan ke Mars. Tim dari NASA dan ESA sedang bekerja untuk memanaskan tanah bulan, yang dikenal sebagai regolith, untuk mengekstraksi oksigen. Faktanya, regolith adalah 45 persen oksigen menurut beratnya, terikat pada unsur-unsur logam seperti silikon, aluminium, kalsium, magnesium, besi, dan titanium, menurut Beth Lomax, seorang mahasiswa doktoral di University of Glasgow dan seorang peneliti di ESA’s European Pusat Penelitian dan Teknologi Antariksa di Noordwijk, Belanda.