Buzz
NASA đang có kế hoạch đưa con người đến Mặt Trăng vào năm 2024 và sau đó đưa họ lên sao Hoả vào năm 2030. Mỹ hi vọng rằng một ngày không xa, họ sẽ thiết lập một căn cứ trên sao Hoả, nhưng việc xây dựng căn cứ lâu dài trên hành tinh này yêu cầu phải có những tài nguyên thiết yếu, bao gồm không khí và nhiên liệu. Trước đây, khi nghiên cứu về dự án đưa con người lên Mặt Trăng, NASA đã tiến hành dự án sử dụng tài nguyên tại chỗ, gọi là In Situ Resource Utilization (ISRU), và giờ đây dự án đó được mở rộng cho sao Hoả. Một phương pháp mới được đề xuất là sử dụng nước muối được tìm thấy trên sao Hoả để tạo ra không khí và nhiên liệu. Điều này càng trở nên quan trọng hơn khi đối với sao Hoả, chi phí vận chuyển và thời gian đều tốn kém. Một thách thức lớn là làm sao để cung cấp oxy cho những người ở trên sao Hoả hít thở và duy trì hoạt động của căn cứ. Bầu khí quyển của sao Hoả rất mỏng và áp suất bề mặt nhỏ hơn so với Trái Đất, với 96% CO2 và chỉ 0.1% Oxy. Để giải quyết vấn đề này, NASA đã phóng tàu thăm dò Perservance Rover mang theo thử nghiệm MOXIE (Mars Oxygen In Situ Experiment) để tạo ra oxy trên sao Hoả.
Cấu trúc của robot Rover, dưới đó là thiết bị MOXIE, tạo ra oxy ngay tại chỗ dựa vào điện phân CO2 trên sao Hoả.
Đây là cấu trúc của tàu đổ bộ Mars 2020 của NASA mang theo Rover và thiết bị MOXIE.
Tạo oxy từ nước muối trên sao Hoả
Những giọt nước dính trên chân của tàu đổ bộ Phoenix được cho là chứa magi đipeclorat
Mục đích của thử nghiệm MOXIE là chứng minh rằng oxy có thể được tạo ra từ carbon dioxide thông qua quá trình điện phân, tách nó thành oxy và carbon monoxide. Thử nghiệm này phổ biến trên Trái Đất và nếu thành công, sẽ cung cấp oxy cho toàn bộ căn cứ của Mỹ trên sao Hoả. Khí carbon monoxide sẽ được thải ra ngoài bầu khí quyển sao Hoả.
Tuy nhiên, để thực hiện quá trình điện phân CO2 cần có điện. Trong điều kiện của sao Hoả, điện là nguồn tài nguyên hạn chế. Một nghiên cứu mới từ đại học Washington đề xuất một phương pháp giúp tiêu thụ ít điện hơn 25 lần nhưng tạo ra cùng lượng oxy. Phương pháp này sử dụng magi đipeclorat (Mg(ClO4)2) để tách nước muối thành oxy và hydro thông qua quá trình điện phân, giúp quá trình này dễ dàng hơn.
Có thể những đường vết màu sẫm đó là những dòng nước muối chảy theo mùa trên bề mặt sao Hoả.
Một lựa chọn hữu ích hơn
Đây là quy trình tái chế vật liệu tiêu hao trên trạm Vũ trụ Quốc tế ISS
Dù nghiên cứu ban đầu đã thành công, nhưng môi trường trên sao Hoả khác biệt rất nhiều, vì vậy cần phải xem xét liệu phương pháp điện phân CO2 theo kiểu MOXIE hay điện phân nước muối bằng pyrochlore trên sao Hoả có hiệu quả hơn không. Phương pháp điện phân nước muối bằng pyrochlore có một ưu điểm là hydro được sản xuất từ quá trình điện phân nước muối có thể sử dụng làm nhiên liệu cho tên lửa để di chuyển, điều mà phương pháp điện phân CO2 không thể. Tuy nhiên, điều này cũng đồng nghĩa với việc phải sử dụng hết phần oxy sản phẩm.
Ngoài ra, có một lựa chọn thực tế để bổ sung oxy, đó là trồng cây trong căn cứ tại sao Hoả. Cây xanh sẽ hấp thụ khí CO2 từ các phi hành đoàn thải ra và nhờ quá trình quang hợp, chúng sẽ sản xuất ra oxy. Bên cạnh đó, cây xanh cũng cung cấp nguồn thức ăn tươi cho các phi hành đoàn làm nhiệm vụ tại căn cứ. Quá trình di chuyển đến và đi từ sao Hoả mất rất nhiều thời gian và các giải pháp vận chuyển oxy hoặc nhiên liệu là không khả thi, do đó, các giải pháp tái chế bắt buộc phải được tìm và áp dụng thành công vào thực tế. Các nhà khoa học cũng như NASA đang tích cực nghiên cứu để một ngày nào đó, loài người có thể sinh sống trên sao Hoả giống như trên Trái Đất này.
