NASA nghiên cứu máy tạo oxy để đưa con người lên sao Hỏa

Cỗ máy biến carbon dioxide trên sao Hỏa thành oxy - mở đường cho con người khám phá hành tinh này vào một ngày không xa.

Nếu con người muốn khám phá sao Hỏa trong tương lai, họ sẽ cần tạo ra oxy. Giờ đây, một thiết bị nhỏ có kích thước bằng một chiếc máy nướng bánh mì đang có mặt trên hành tinh này đang làm được điều đó.

Trong một công trình cập nhật mới được công bố vào ngày 31/8 trên tạp chí Science Advances, các nhà nghiên cứu đến từ Viện Công nghệ Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology- viết tắt là MIT) đã chỉ ra rằng, Thí nghiệm sử dụng tài nguyên oxy tại chỗ trên sao Hỏa (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment – được gọi tắt là MOXIE) có thể tạo ra oxy từ carbon dioxide- vốn là khí có nhiều trong bầu khí quyển của Hỏa tinh.

Các nhà nghiên cứu cho biết, cuộc thử nghiệm này một phần của tàu thám hiểm Perseverance Rover của NASA đã hạ cánh trên sao Hỏa vào tháng 2 năm 2021, là lần đầu tiên tài nguyên từ hành tinh khác được biến đổi thành thứ hữu ích cho các sứ mệnh của con người. Chiếc hộp nhỏ, được tạo ra bởi Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA và MIT, tạo ra đủ oxy tương đương với sản lượng của một cái cây nhỏ trên Trái đất cung cấp được, và máy có thể hoạt động vào ban ngày và ban đêm trong nhiều mùa trên sao Hỏa.

Jeffrey Hoffman, cựu phi hành gia NASA, là phó điều tra viên chính của sứ mệnh MOXIE và là giáo sư kỹ thuật hàng không tại MIT cho biết: “Đó là những gì các nhà thám hiểm đã làm từ thời xa xưa. Tìm hiểu những tài nguyên có sẵn ở nơi bạn sắp đến và tìm hiểu cách sử dụng chúng”.

Các cơ quan vũ trụ, nhà khoa học và doanh nhân đang kêu gọi con người khám phá sao Hỏa. Sứ mệnh Artemis lên mặt trăng được dự đoán đầy khó khăn của NASA được coi cũng sẽ là bước đệm để khám phá sao Hỏa trong khoảng một thập kỷ tới. Trung Quốc hy vọng sẽ đưa con người lên hành tinh này vào năm 2033. Trong khi đó, Elon Musk, người giàu nhất thế giới và là Giám đốc điều hành của SpaceX, gợi ý sẽ làm điều đó vào năm 2029.

Nhưng việc đưa con người lên sao Hỏa đòi hỏi một số điều phức tạp xảy ra, Hoffman nói. Các phi hành gia phải chịu đựng mức độ bức xạ vũ trụ cao trong chuyến hành trình dài đến hành tinh này. Du hành đến và đi từ sao Hỏa có thể mất hơn 8 tháng, vì vậy phải có thực phẩm và thuốc men dồi dào cho các nhà du hành vũ trụ.

Có lẽ điều quan trọng nhất là nguồn cung cấp oxy đáng tin cậy, Hoffman nói. Các phi hành gia cần nó để hít thở trong bất kỳ môi trường sống tạm thời nào mà họ thiết lập trên sao Hỏa, cũng như trong các thùng đồ không gian khi họ ra ngoài khám phá hành tinh. Oxy cũng là một chất đẩy quan trọng để cung cấp nhiên liệu cho tên lửa mà họ cần để quay trở lại từ sao Hỏa về Trái đất.

Hoffman cho biết, các cơ quan vũ trụ có thể đưa đủ oxy lên sao Hỏa để các phi hành gia thở và thực hiện chuyến trở về nhà, nhưng làm như vậy sẽ rất tốn kém, vì sẽ phải thực hiện nhiều lần phóng tên lửa. Ông nói, việc tạo ra oxy trên sao Hỏa từ carbon dioxide trong bầu khí quyển của nó sẽ rẻ hơn. Vì bầu khí quyển của sao Hỏa có khoảng 96% là carbon dioxide.

Để kiểm tra khả năng chuyển đổi carbon dioxide thành oxy của thí nghiệm, NASA đã mang một chiếc hộp nhỏ bằng vàng trong sứ mệnh Perseverance Rover vào năm ngoái. Kể từ tháng 4 năm 2021, MOXIE đã chạy một số thử nghiệm trong đó chiếc hộp tạo ra oxy trong các thời điểm khác nhau của ngày trên Sao Hỏa và trong các điều kiện theo mùa khác nhau. Trong mỗi thí nghiệm, chiếc hộp tạo ra khoảng 6 gam oxy mỗi giờ, bằng với sản lượng của một cái cây nhỏ trên Trái đất tạo ra. (Trong thử nghiệm gần đây nhất, sẽ được công bố trong một bài báo trong tương lai, Hoffman cho biết sản lượng của máy tăng lên 10 gam mỗi giờ).

Nếu công nghệ được làm chủ, các nhà khoa học sẽ cần phải mở rộng kích thước của cỗ máy đáng kể và đảm bảo nó có thể chạy liên tục. Hoffman cho biết, để duy trì sứ mệnh của con người lên sao Hỏa, điều đó sẽ đòi hỏi nhân rộng mọi thứ lên vài trăm lần. Các nhà nghiên cứu kỳ vọng rằng một phiên bản của thiết bị này lớn hơn MOXIE khoảng 100 lần có thể tạo ra oxy thở cho các phi hành gia tương lai đến thăm Hành tinh Đỏ.

Trước mắt, máy có thể chạy trong hầu hết các thời điểm trong ngày trên Sao Hỏa, ngoại trừ một vài thời điểm cụ thể. Michael Hecht, điều tra viên chính của sứ mệnh MOXIE tại Đài quan sát Haystack của MIT cho biết: “Các kỹ sư có kế hoạch đẩy thiết bị MOXIE đến giới hạn vượt tầm, tăng khả năng sản xuất oxy và đảm bảo nó hoạt động trong mùa xuân sao Hỏa, khi bầu khí quyển của hành tinh này dày đặc và mức carbon dioxide cao”. Hecht nói: “Chúng tôi sẽ đặt mọi thứ ở mức cao nhất có thể, và để nó chạy lâu nhất có thể”.

Theo Washingtonpost