Hay una carrera por llevar el oxígeno a Marte. Y tenemos un nuevo sistema para conseguirlo

La exploración de Marte va a tener que enfrentarse a innumerables problemas. La dificultad de llevar materiales básicos como oxígeno o agua es uno de los más importantes. La generación de recursos in situ (ISRU) es por tanto una de las prioridades de las agencias espaciales (y no solo en Marte). Un nuevo avance puede allanar el camino en esta dirección ha sido presentado recientemente. Se basa en utilizar plasmas.

Del dióxido de carbono al oxígeno respirable. La atmósfera marciana está compuesta en un 96% por dióxido de carbono (nitrógeno y argón son los siguientes gases más presentes y ninguno llega al 2%). La atmósfera de la Tierra está dominada por el nitrógeno (algo más del 78%) y oxígeno (20,9%). La atmósfera de la Tierra es también notablemente más voluminosa y, pese a ser mucho menos densa, también tiene más masa.

La ventaja del dióxido de carbono es que es posible extraer sus átomos de oxígeno y crear así oxígeno molecular (O2) que utilizar como recurso, no solo para respirar sino también, por ejemplo, para alimentar cohetes. El problema es que esta es una tarea difícil. En primer lugar, porque las moléculas de dióxido de carbono son muy estables, es difícil romperlas. En segundo lugar, porque hay que separar las moléculas de oxígeno de otras como el monóxido de carbono.

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Plasma contra dióxido de carbono.. El equipo, formado por investigadores europeos y del MIT estadounidense, ha propuesto un nuevo mecanismo para la obtención de este recurso in situ en Marte: el plasma, el “cuarto estado natural de la materia”. Lo han hecho en un artículo publicado en la revista Journal of Applied Physics. El plasma cuenta con partículas libres cargadas como electrones que pueden ser aceleradas a altas energías a través de campos eléctricos.

Las condiciones atmosféricas en el planeta rojo serían ideales para el uso de esta herramienta, ya que su nivel de presión favorecería la ignición del plasma. La abundancia del dióxido de carbono en la atmósfera haría el resto.

Superar dos obstáculos a un tiempo. El mecanismo sería capaz de vencer las dos dificultades de este proceso, la separación de la molécula de CO2 y la separación del oxígeno molecular de otros gases como el monóxido de carbono. En palabras de Vasco Guerra, uno de los autores del estudio “estamos mirando a estos dos pasos de una manera holística para resolver ambos retos al mismo tiempo. Aquí es donde los plasmas pueden ayudar.”

“Cuando los electrones colisionan como balas contra una molécula de dióxido de carbono, pueden descomponerla directamente o transferirle energía para hacerla vibrar”, explica Guerra. “Esta energía puede ser canalizada, en mayor medida, a la descomposición del dióxido de carbono. (…) Es más, el calor generado en el plasma también es beneficioso para la separación del oxígeno.”

El equipo de Guerra, junto a los investigadores franceses y neerlandeses, logró comprobar empíricamente que este proceso puede de hecho emplearse para “extraer” este oxígeno del dióxido de carbono.

Complemento o competición. Éste no es el primer proyecto que trata de extraer oxígeno de la atmósfera Marciana, y tampoco será el primero en llegar al planeta rojo. El rover Perseverance cuenta entre sus instrumentos con el experimento MOXIE (Mars Oxigen In situ Experiment). Este recurre a la electrólisis para separar moléculas de oxígeno del dióxido de carbono, creando también monóxido de carbono en el proceso.

Es cuestión de tiempo comprobar qué tecnología resulta más eficaz y eficiente a la hora de aprovechar los recursos que nos ofrece el planeta vecino para su exploración. Exploración que continúa adelante, cada vez con más agentes implicados en una nueva carrera espacial cuyos ganadores están aún por determinar.

Imagen | Olivier Guaitella