Científicos exploran nueva forma de generar aire respirable en Marte

Mar 17, 2023

Enviar robots a otros planetas es conveniente porque no necesitan aire respirable, y la Tierra es el único lugar donde lo hemos encontrado. A medida que la NASA y otras agencias espaciales comienzan a trabajar en misiones tripuladas a Marte, debemos enfrentar la molesta necesidad humana de oxígeno. Una nueva investigación de la Universidad de Warwick sugiere que las misiones a Marte deberían abandonar el enfoque tradicional del generador de oxígeno y, en su lugar, confiar en dispositivos fotoelectroquímicos más simples para generar oxígeno.

Según el estudio, que se publicó en Nature esta semana, un ensamblaje de generador de oxígeno (OSA) como el que encontraría en la Estación Espacial Internacional es lo suficientemente bueno para generar oxígeno para la estación. Pero estos sistemas son notoriamente torpes y propensos a fallar. Los fotoelectroquímicos podrían ofrecer una opción más confiable para la exploración y supervivencia humana a largo plazo en Marte.

Un OGA utiliza la electrólisis del agua para generar oxígeno, un proceso bastante ineficiente que consume 1,5 kW de energía en la ISS por sí solo. Es una parte significativa del total de 4,7 kW utilizados por el sistema de control de soporte vital. Este sistema se basa en la energía generada para canalizar una corriente eléctrica a través del agua, pero un sistema fotoelectroquímico (PEC) no necesita hacer eso.

La generación de oxígeno basada en PEC utiliza materiales semiconductores para pasar directamente de la energía solar a la división del agua en gas hidrógeno y oxígeno sin producir electricidad. Esto ha convertido a PEC en un tema candente entre los investigadores de energía sostenible por lo que podría hacer por la Tierra, pero no hay razón para que un hardware similar no pueda suministrar oxígeno a los astronautas. La nueva investigación exploró cómo la radiación solar en Marte y la Luna apoyaría los dispositivos PEC y concluyó que era un enfoque viable para el soporte de la vida humana que operaría en microgravedad y podría ampliarse según sea necesario. Sin embargo, la tecnología PEC actual debe volverse más eficiente y compacta antes de que pueda empaquetarse en una nave espacial. Aunque, es posible que no necesitemos construir el sistema de soporte vital ampliado en la Tierra.

Debido a que cada onza lanzada desde la Tierra cuesta dinero, los equipos aeroespaciales están cada vez más interesados ​​en la utilización de recursos in situ (ISRU). Eso significa diseñar una misión para usar materiales en el destino en lugar de enviar todo desde la Tierra. Por ejemplo, la NASA ha explorado el uso del suelo marciano como material de construcción, y numerosos proyectos están investigando cómo los astronautas podrían recolectar hielo de agua de la luna. JPL también lanzó un experimento con el rover Perseverance que demostró que podía generar tanto oxígeno como un solo árbol. De manera similar, los investigadores exploraron formas de construir y mantener hardware PEC en la Luna y Marte. "La construcción del dispositivo puede basarse en una variedad de materiales semiconductores y electrocatalizadores que están disponibles en la Luna y Marte, y los materiales requeridos eventualmente pueden producirse a través de ISRU", dijo el estudio.