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O experimento MOXIE conseguiu produzir oxigênio em Marte

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2 anos ago

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O experimento MOXIE conseguiu produzir oxigênio em Marte

Esta ilustração mostra o rover Perseverance da NASA operando na superfície de Marte. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Dia e noite, e ao longo das estações, a máquina gera de forma confiável oxigênio respirável da fina atmosfera do planeta vermelho.

Quase 100 milhões de milhas da Terra, em uma superfície vermelha e empoeirada[{” attribute=””>Mars, an instrument the size of a lunchbox is proving it can reliably do the work of a small tree.

The MIT-led Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment, or MOXIE, has been successfully producing oxygen from the Red Planet’s carbon dioxide-rich atmosphere since April 2021. That was about two months after it touched down on the Martian surface as part of NASA’s Perseverance rover and Mars 2020 mission.

In a study published today (August 31, 2022) in the journal Science Advances, researchers report that, by the end of 2021, MOXIE was able to produce oxygen on seven experimental runs. These were performed in a variety of atmospheric conditions, including during the day and night, and through different Martian seasons. In each experimental run, the instrument reached its target of producing six grams of oxygen per hour. This is about the rate of a modest tree on Earth.

Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment

Technicians at NASA’s Jet Propulsion Laboratory lower the Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) instrument into the belly of the Perseverance rover. Credit: NASA/JPL-Caltech

Scientists envision that a scaled-up version of MOXIE could be sent to Mars ahead of a human mission, where it could continuously produce oxygen at the rate of several hundred trees. At that capacity, the system should produce enough oxygen to sustain humans after they arrive, and also fuel a rocket for returning astronauts back to Earth.

MOXIE’s consistent production so far is a promising first step toward that goal.

“We have learned a tremendous amount that will inform future systems at a larger scale,” says Michael Hecht, principal investigator of the MOXIE mission at MIT’s Haystack Observatory.

MOXIE’s oxygen production on Mars also represents the first demonstration of “in-situ resource utilization.” This is the idea of harvesting and using a planet’s raw materials (in this case, carbon dioxide on Mars) to make resources (such as oxygen) that would otherwise have to be transported from Earth.

MOXIE Mars Oxygen ISRU Experiment Instrument for Mars 2020 Rover

Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE) is an exploration technology investigation that will produce oxygen from Martian atmospheric carbon dioxide. Credit: NASA

“This is the first demonstration of actually using resources on the surface of another planetary body, and transforming them chemically into something that would be useful for a human mission,” says MOXIE deputy principal investigator Jeffrey Hoffman, a professor of the practice in MIT’s Department of Aeronautics and Astronautics. “It’s historic in that sense.”

Hoffman and Hecht’s MIT co-authors include MOXIE team members Jason SooHoo, Andrew Liu, Eric Hinterman, Maya Nasr, Shravan Hariharan, and Kyle Horn, along with collaborators from multiple institutions including NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL), which managed MOXIE’s development, flight software, packaging, and testing prior to launch.

Seasonal air

The current version of MOXIE is small by design, in order to fit aboard the Perseverance rover. It was built to run for short periods, starting up and shutting down with each run, depending on the rover’s exploration schedule and mission responsibilities. In contrast, a full-scale oxygen factory for Mars would include larger units that would ideally run continuously.

Despite the necessary constraints in MOXIE’s current design, the instrument has shown it can efficiently and reliably convert Mars’ atmosphere into pure oxygen. It does so by first pulling the Martian air in through a filter that cleans it of contaminants. The air is then pressurized, and sent through the Solid OXide Electrolyzer (SOXE). This instrument, which was developed and built by OxEon Energy, electrochemically splits the carbon dioxide-rich air into oxygen ions and carbon monoxide.

MOXIE

MOXIE will collect carbon dioxide (CO2) from the Martian atmosphere and electrochemically split the it into oxygen and carbon monoxide molecules. Credit: NASA/JPL

The oxygen ions are then isolated and recombined to form breathable, molecular oxygen, or O2. MOXIE then measures this output for quantity and purity before releasing it harmlessly back into the air, along with carbon monoxide and other atmospheric gases.

Since the rover’s landing in February 2021, MOXIE engineers have started up the instrument seven times throughout the Martian year. Each time it takes a few hours to warm up, then another hour to make oxygen before powering back down. Each run was scheduled for a different time of day or night, and in different seasons, to check whether MOXIE could accommodate shifts in the planet’s atmospheric conditions.

“The atmosphere of Mars is far more variable than Earth,” Hoffman notes. “The density of the air can vary by a factor of two through the year, and the temperature can vary by 100 degrees. One objective is to show we can run in all seasons.”

So far, MOXIE has demonstrated that it can make oxygen at almost any time of the Martian day and year.

“The only thing we have not demonstrated is running at dawn or dusk, when the temperature is changing substantially,” Hecht says. “We do have an ace up our sleeve that will let us do that, and once we test that in the lab, we can reach that last milestone to show we can really run any time.”

Ahead of the game

As MOXIE continues to generate oxygen on Mars, engineers plan to push its capacity, and increase its production, particularly in the Martian spring, when atmospheric density and carbon dioxide levels are high.

“The next run coming up will be during the highest density of the year, and we just want to make as much oxygen as we can,” Hecht says. “So we’ll set everything as high as we dare, and let it run as long as we can.”

They will also monitor the system for indications of wear and tear. Since MOXIE is just one experiment among several aboard the Perseverance rover, it cannot run continuously as a full-scale system would. Instead, the instrument must start up and shut down with each run. This causes thermal stress that can degrade the system over time.

If MOXIE can operate successfully despite repeatedly turning on and off, this would suggest that a full-scale system, designed to run continuously, could do so for thousands of hours.

“To support a human mission to Mars, we have to bring a lot of stuff from Earth, like computers, spacesuits, and habitats,” Hoffman says. “But dumb old oxygen? If you can make it there, go for it — you’re way ahead of the game.”

Reference: “Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE)—Preparing for human Mars exploration” by Jeffrey A. Hoffman, Michael H. Hecht, Donald Rapp, Joseph J. Hartvigsen, Jason G. SooHoo, Asad M. Aboobaker, John B. McClean, Andrew M. Liu, Eric D. Hinterman, Maya Nasr, Shravan Hariharan, Kyle J. Horn, Forrest E. Meyen, Harald Okkels, Parker Steen, Singaravelu Elangovan, Christopher R. Graves, Piyush Khopkar, Morten B. Madsen, Gerald E. Voecks, Peter H. Smith, Theis L. Skafte, Koorosh R. Araghi and David J. Eisenman, 31 August 2022, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abp8636

This research was supported, in part, by NASA.

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Talvez o maior vulcão de Marte fique no topo de uma piscina de magma com 1.600 quilômetros de extensão. É possível que o Monte Olimpo entre em erupção novamente?

Published

1 hora ago

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setembro 19, 2024

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Talvez o maior vulcão de Marte fique no topo de uma piscina de magma com 1.600 quilômetros de extensão. É possível que o Monte Olimpo entre em erupção novamente?

Uma enorme coluna de magma com mais de mil milhas de largura está subindo lenta mas seguramente sob a região vulcânica de Tharsis, em Marte, e pode um dia levar a uma poderosa erupção de… Sistema solarA montanha mais alta do mundo é o Monte Olimpo.

Tem 13,6 milhas (21,9 km) de altura, Monte Olimpo Ela se eleva tão alto no céu marciano que sua cratera se projeta Atmosfera de Marte E em espaçoO Monte Olimpo é acompanhado por outros três grandes vulcões na região de Tharsis: Monte Askrios, Monte Arsia e Monte Pavonis. Todos estes vulcões estão adormecidos há milhões de anos, mas isso pode estar a mudar, sugerem novas pesquisas.

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Um par de enormes jatos de plasma foi visto saindo de um buraco negro gigante Buracos negros

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9 horas ago

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setembro 18, 2024

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Um par de enormes jatos de plasma foi visto saindo de um buraco negro gigante Buracos negros

Os astrônomos observaram dois jatos de plasma recordes disparando de um buraco negro supermassivo para o vazio além de sua galáxia hospedeira.

Os fluxos de plasma extremamente poderosos são os maiores já vistos, medindo 23 milhões de anos-luz de ponta a ponta, uma distância equivalente a 140 galáxias da Via Láctea dispostas lado a lado.

Os pesquisadores chamaram o impressionante par de jatos de Porphyrion, em homenagem a um gigante da mitologia grega. Fluxos estreitos e violentos emergem da parte superior e inferior do buraco negro supermassivo, com uma força total de trilhões de sóis.

Os jatos de buracos negros são fluxos de íons carregados, elétrons e outras partículas. Estas partículas são aceleradas quase à velocidade da luz devido aos enormes campos magnéticos que rodeiam os buracos negros. Esses jatos são conhecidos há mais de um século, mas até recentemente eram considerados raros e pouco difundidos.

O porfírio foi avistado pelo Telescópio Europeu de Baixa Frequência (Lofar) durante uma pesquisa do céu que revelou mais de 10.000 jatos de buracos negros gigantes. Muitas são tão poderosas que são impelidas para muito além da galáxia hospedeira do buraco negro e para as profundezas dos vastos vazios da teia cósmica, a teia de matéria que liga as galáxias.

O gigantesco sistema de jato porfirion foi capturado pelo telescópio Lovar. Imagem: Instituto de Tecnologia da Califórnia

Dado o tamanho do porfírio, os astrónomos suspeitam agora que tais jactos gigantes desempenham um papel na formação da evolução do Universo. Os jatos de buracos negros podem eliminar a formação de estrelas, mas também podem expelir enormes quantidades de matéria e energia nas profundezas do espaço.

“Os porfírios mostram que coisas pequenas e grandes no universo estão intimamente ligadas”, disse o Dr. Martin Oei, pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos EUA, e principal autor do estudo. Um artigo de pesquisa da revista Nature fala sobre esta descoberta“Vemos um único buraco negro produzindo uma estrutura em escala semelhante à estrutura de cordas e vazios cósmicos.”

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Depois de avistar o planeta Porphyrion pesquisadores incluindo Martin Hardcastle professor de astrofísica na Universidade de Hertfordshire usaram o Giant Metrowave Radio Telescope na Índia e o Observatório Keck no Havaí para determinar sua localização dentro de uma galáxia dez vezes maior que a Via Láctea e cerca de 7,5 bilhões de milhas de distância da Terra.

Os jactos Porphyrion começaram a formar-se quando o Universo tinha cerca de 6,3 mil milhões de anos, menos de metade da sua idade actual. Foram necessários mil milhões de anos para os jactos atingirem o comprimento observado, acreditam os investigadores.

“Pode ter havido mais sistemas de jatos de buracos negros do tipo porfirion no passado e, juntos, eles poderiam ter um grande impacto na teia cósmica, influenciando a formação de galáxias, aquecendo o meio nos filamentos, e também poderiam magnetizar o vácuo cósmico”, disse Ooi. Chegamos a isso agora.

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SpaceX leva seu foguete Falcon 9 ao limite em um pouso raro e arriscado

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17 horas ago

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setembro 18, 2024

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SpaceX leva seu foguete Falcon 9 ao limite em um pouso raro e arriscado

Este não é um conselho de investimento. O autor não detém posição em nenhuma das ações mencionadas. Wccftech.com possui uma Política de Divulgação e Ética.

A SpaceX completou hoje um raro pouso de foguete, pousando o primeiro estágio de seu foguete Falcon 9 no Oceano Atlântico depois de voar mais rápido que o normal. Este foi um dos pousos mais difíceis do foguete Falcon 9, que já fez mais de 300 pousos em sua história de voo.

O impulsionador pousou em um navio drone da SpaceX no Oceano Atlântico depois de lançar os satélites de navegação Galileo da Comissão Europeia na órbita média da Terra. Esta missão foi a 90ª missão da SpaceX este ano, e outra em que a empresa conseguiu recuperar com sucesso um foguete propulsor.

O foguete Falcon 9 da SpaceX suporta mais de 700 quilômetros por hora de velocidade de retorno adicional após enviar satélites para a órbita média da Terra.

A missão de hoje segue-se ao lançamento de um satélite Galileo em abril, que viu a SpaceX aterrar o seu foguetão Falcon 9 devido aos elevados requisitos de potência da missão. De acordo com um apresentador da SpaceX hoje, embora o booster não tenha sido recuperado, “Os dados dessa missão foram usados ​​para ajudar a informar as mudanças que nos permitirão recuperar e reutilizar com segurança o booster para o lançamento de hoje.“.”

O foguete Falcon 9 decolou conforme programado da Estação Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida, às 18h50. Além do pouso do foguete e da separação da carga útil, o lançamento foi um evento normal. O primeiro estágio do foguete Falcon 9 separou-se do segundo estágio dois minutos e meio após a decolagem. A missão transportou dois satélites Galileo para a órbita média da Terra, com cada satélite pesando cerca de 700 quilogramas. Eles serão implantados em uma órbita com altitude de cerca de 23.200 quilômetros, segundo a SpaceX.

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Após a separação do propulsor do segundo estágio, o Falcon 9 continua a ganhar altitude, durante a qual sua velocidade diminui. Depois de atingir seu pico, o foguete começa a cair de volta à Terra. A SpaceX liga seus motores Merlin durante esse período para desacelerar e redirecionar a descida vertical. Durante o lançamento de hoje, o impulsionador Falcon 9 atingiu uma altitude máxima de cerca de 120 quilômetros e uma velocidade máxima de cerca de 8.750 quilômetros por hora quando a queima de descida começou.

Sua altitude era cerca de 4 quilômetros superior aos 116 quilômetros alcançados pelo impulsionador da SpaceX durante o lançamento mais recente do Starlink. A diferença foi mais pronunciada na velocidade, com a velocidade máxima do impulsionador da missão Starlink na ignição por combustão interna sendo de cerca de 8.034 quilômetros por hora, resultando no impulsionador de hoje sendo mais de 700 quilômetros por hora mais rápido durante a mesma fase do perfil da missão.

Uma velocidade mais alta significa que o foguete experimenta maior calor e pressão durante a reentrada. Isto aumenta o risco de desintegração durante a reentrada ou de qualquer um dos seus componentes, especialmente os actuadores, ser submetido a uma quantidade significativa de tensão. No entanto, o vôo do propulsor desde a queima de entrada até o navio drone foi normal, pois ele pousou no navio aproximadamente oito minutos e meio após a decolagem. O pouso completou a 22ª missão do booster, com a SpaceX compartilhando durante a transmissão que pretende certificar seus boosters para até 40 missões cada.

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