Moxie-experiment op Perseverance zet eerste stap voor bemenste Marsvlucht: zuurstof produceren in de ijle atmosfeer

Net zoals aardse planten dat kunnen, transformeerde het zogeheten Moxie-experiment de atmosferische koolstofdioxide (CO₂) in het voor mensen onontbeerlijke zuurstofmolecuul O₂. Het apparaat maakte op die manier grofweg 6 gram zuurstof per uur, het productietempo van een bescheiden boom. Dat schrijven betrokken onderzoekers woensdag in het vakblad Science Advances.

Moxie, dat meelift op de Amerikaanse Marswagen Perseverance, produceerde zijn zuurstof bij zeven afzonderlijke pogingen. Daarbij presteerde het apparaat onder verschillende omstandigheden naar behoren: zowel overdag als ’s nachts, en in verschillende seizoenen op Mars.

Bemenste missies

Zuurstof kunnen produceren is op Mars een van de basisbenodigdheden voor toekomstige bemenste missies naar de rode planeet. Niet alleen zodat de astronauten er kunnen ademen, maar vooral ook voor het uiteindelijke vertrek.

Raketmotoren werken namelijk onder meer met zuurstof. Een standaard zespersoonsvoertuig dat van Mars opstijgt, verbruikt naar schatting voor één ruimtewaartse afzet zo’n 31 ton zuurstof en 9 ton methaan. Ter vergelijking: zes astronauten ademen tijdens een verblijf van een jaar hooguit 1,5 ton weg.

Zoveel zuurstof meenemen naar Mars zou bijzonder onpraktisch zijn. Er zou nog eens het tienvoudige aan brandstof nodig zijn om de vracht überhaupt van de aarde weg te krijgen, schatten de auteurs. Het gas direct op Mars produceren biedt dan de oplossing.

Wie zuurstof op Mars wil produceren, heeft eigenlijk maar drie opties, zegt Inge Loes ten Kate (Universiteit Utrecht), die eerder onder meer meewerkte aan Marswagen Curiosity, een van de voorgangers van Perseverance. Je kunt het halen uit het Marsijs, op hoge temperatuur losweken uit het aanwezige gesteente, of het maken uit de atmosfeer. “Die laatste optie is het simpelst, het snelst en het gemakkelijkst om op te schalen”, zegt ze.

Succesvolle stresstest

Eerder had Moxie in aardse laboratoria al bewezen onder Marsachtige omstandigheden iets te kunnen presteren. Vorig jaar berichtte de ruimtevaartorganisatie al over een geslaagde eerste poging. Nu heeft het apparaat de gehele geplande stresstest met succes doorstaan.

“Alles kan op aarde prachtig werken, maar het blijft belangrijk het ook ter plekke te proberen”, zegt Ten Kate. “Toen het eerste robotwagentje Pathfinder in 1997 op Mars landde, was dat alleen om te zien of het überhaupt kon, rijden op de planeet. Net zoiets geldt voor dit experiment.”

Volgens de onderzoekers is Moxie – met wat aanpassingen – in de toekomst op te schalen naar de productiehoeveelheden die nodig zijn voor bemenste Marsmissies. “Uiteindelijk zal het er een keer van komen, mensen op Mars”, zegt Ten Kate. “Dit is daarin dan een mooie nieuwe stap.”