Sau khi hạ cánh an toàn trên sao Hỏa vào ngày 18/2 vừa qua, tàu thám hiểm mới nhất của NASA, Perseverance, đang bắt đầu hành trình khám phá khoa học về Hành tinh Đỏ. Và một trong những thử nghiệm quan trọng nhất của nó, thứ sẽ giúp mở đường cho con người trong tương lai du lịch đến hành tinh xa xôi này, là một công cụ nhỏ được gọi là MOXIE, hay "Thí nghiệm sử dụng tài nguyên oxy tại chỗ trên sao Hỏa".
MOXIE có trách nhiệm lấy oxy ra khỏi bầu khí quyển độc hại của sao Hỏa, là một chiếc hộp có màu vàng kim và có kích thước bằng một hộp bánh mì. Nó nằm gọn trong khung gầm của Perseverance, nơi nó sẽ tiến hành cuộc thử nghiệm đầu tiên trên một hành tinh khác về thứ được gọi là Sử dụng tài nguyên tại chỗ (ISRU), Nó"i cách khác, nó sẽ sử dụng tài nguyên địa phương để khám phá thay vì mang tất cả các vật liệu cần thiết từ Trái đất.
NASA từ lâu đã quan tâm đến ISRU và đưa ra lời kêu gọi về một thí nghiệm tạo ra oxy khi ý tưởng ban đầu về Perseverance được hình thành, theo Eric Daniel Hinterman, một nghiên cứu sinh tiến sĩ kỹ thuật hàng không tại Viện Công nghệ Massachusetts và cũng là thành viên trong nhóm phát triển MOXIE.
Các kỹ thuật viên đang cẩn thận hạ thiết bị Thí nghiệm sử dụng tài nguyên oxy tại chỗ trên sao Hỏa (MOXIE) vào bụng của tàu thám hiểm Perseverance.
Theo Hinterman, trong khi oxy rất hữu ích cho việc thở của các phi hành gia, thì một nhiệm vụ quan trọng hơn là nó chính là một thành phần của thuốc phóng tên lửa. Khi kết hợp với hydro, oxy sẽ bùng cháy thành một vụ nổ mạnh và nó có thể được sử dụng để nâng nhiều tên lửa hiện đại ra khỏi bệ phóng của chúng.
Ngoài chất đẩy cần thiết để rời khỏi Trái đất và bay đến sao Hỏa, một tàu vũ trụ chịu trách nhiệm đưa con người lên Hành tinh Đỏ sẽ cần từ 30.000 đến 45.000 kg oxy để trở về nhà, theo NASA.
"Chúng tôi có thể gửi lượng oxy đó từ Trái đất đến sao Hỏa, nhưng nếu chúng tôi có thể tạo ra nó trên bề mặt sao Hỏa thì việc đó có khả năng tiết kiệm rất nhiều tiền", Hinterman cho biết. Ông cũng cho biết thêm rằng bất kỳ oxy bổ sung nào được tạo ra thông qua công nghệ ISRU đều có thể đi vào các hệ thống hỗ trợ sự sống cho các phi hành gia khi ở trên bề mặt Sao Hỏa.
Để đáp xuống được bề mặt sao Hỏa, tàu thám hiểm Perseverance đã phải trải qua một hành trình phức tạp và "bảy phút kinh hoàng", khiến tất cả các bộ phận của nó phải chịu một số áp lực khá khắc nghiệt. Cho nên một vài ngày sau khi hạ cánh, nhóm MOXIE mới đưa thiết bị này qua một loạt các bài kiểm tra "sự sống" để đảm bảo nó hoạt động bình thường.
"Chúng tôi đã bật nó lên và gửi một số dữ liệu [để xác nhận] rằng nó sống sót," Hinterman nói. "Khi nhận được dữ liệu truyền về, chúng tôi đã khui một ít sâm panh và ăn mừng."
Mô tả của một nghệ sĩ về tàu thăm dò sao Hỏa 2020 của NASA, Perseverance, lưu trữ các mẫu đá trên sao Hỏa trong các ống để giao về Trái đất trong tương lai.
Mặc dù lần chạy sản xuất oxy đầu tiên của MOXIE vẫn chưa được lên lịch, nhưng nó dự kiến sẽ xảy ra vào khoảng những tháng đầu tiên của thiết bị này trên Hành tinh Đỏ. Hinterman cho biết thiết bị này sử dụng một công nghệ được gọi là điện phân oxy rắn.
Quá trình này liên quan đến việc thu nhận một mẫu nhỏ từ bầu khí quyển sao Hỏa, gần như hoàn toàn là carbon dioxide (CO2), là một phân tử chứa một nguyên tử carbon và hai nguyên tử oxy. MOXIE sẽ làm nóng không khí lên đến gần 800 độ C và đặt một điện áp lên nó. Điều đó sẽ tách carbon dioxide ra, tạo ra carbon monoxide (CO) và một nguyên tử oxy.
Ông Hinterman cho biết MOXIE sẽ không lưu trữ bất kỳ ôxy nào mà nó tạo ra, mà chỉ đơn giản xác minh rằng nguyên tố đã được tạo thành công và sau đó sẽ giải phóng nó trở lại bầu khí quyển sao Hỏa. Đơn giản bởi đây chỉ là một nguyên mẫu nhỏ, nhỏ hơn khoảng 200 lần so với một cỗ máy tương tự sẽ được sử dụng cho nhiệm vụ tạo oxy cho con người trong tương lai, ông nói thêm.
Tham khảo livescience