Cientistas Afirmam que o Oxigênio em Marte Pode Ser Produzido Usando a Tecnologia de Plasma!
27/12/2023
No ano passado a NASA conseguiu algo com que os escritores de ficção científica sonhavam há décadas: Criou oxigênio em Marte. Um dispositivo do tamanho de um micro-ondas ligado ao rover Perseverance da agência converteu dióxido de carbono em 10 minutos de oxigênio respirável. Agora os físicos dizem que descobriram uma maneira de usar feixes de elétrons em um reator de plasma para criar muito mais oxigênio, potencialmente em um pacote menor.
A técnica pode um dia não apenas ajudar os astronautas a respirar no Planeta Vermelho, mas também servir como uma maneira de criar combustível e fertilizante diz Michael Hecht, cientista experimental do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Mas Hecht, que lidera o instrumento rover de produção de oxigênio, diz que a nova abordagem ainda tem vários desafios a serem superados antes que possa pegar uma carona até nosso vizinho solar.
Quando o Perseverance pousou na cratera Jezero em 2020 ele carregava o Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE). O dispositivo atrai o ar marciano, que é 95% de dióxido de carbono. Ao bombear uma corrente entre dois eletrodos de carga oposta em uma célula eletroquímica o MOXIE pode dividir o dióxido de carbono em monóxido de carbono e íons de oxigênio. Os íons de oxigênio então se combinam para produzir gás oxigênio.
O experimento foi uma prova de conceito bem-sucedida. Mas para funcionar, o MOXIE precisa pressurizar e aquecer o ar marciano exigindo peças extras que consomem energia e o tornam volumoso.
Vasco Guerra físico da Universidade de Lisboa pensou que um reator de plasma poderia ser uma abordagem melhor. Um feixe de elétrons acelerado a um nível de energia específico pode dividir o dióxido de carbono em seus íons componentes ou plasma, assim como o MOXIE.
Além disso um reator de plasma seria adequado para a atmosfera marciana que é cerca de 100 vezes mais fina que a da Terra. Criar e acelerar um feixe de elétrons no ar é muito mais fácil, diz Guerra. “Existe uma pressão ideal para operação de plasma”, diz ele. “Marte tem precisamente essa pressão correta.”
No laboratório ele e seus colegas bombearam ar projetado para combinar a pressão e a composição de Marte em tubos de metal. Ao contrário do MOXIE, eles não precisavam comprimir ou aquecer o ar. No entanto ao disparar um feixe de elétrons na câmara de reação, eles conseguiram converter cerca de 30% do ar em oxigênio. Eles estimam que o dispositivo poderia criar cerca de 14 gramas de oxigênio por hora : o suficiente para suportar 28 minutos de respiração relata a equipe hoje no Journal of Applied Physics .
A equipe de Guerra ainda precisa resolver alguns problemas práticos, observa Hecht. Para funcionar em Marte o dispositivo de plasma precisaria de uma fonte de energia portátil e um local para armazenar o oxigênio que produz o que poderia torná-lo tão – se não mais – volumoso que o MOXIE diz ele. Se as agências espaciais estivessem dispostas a gastar milhões de dólares desenvolvendo-o – como a NASA fez com o MOXIE – a abordagem do plasma poderia amadurecer, diz Hecht. Ele gosta especialmente de como o feixe de elétrons pode ser ajustado para dividir outras moléculas atmosféricas, como nitrogênio para criar fertilizante. “Não há nada de errado com a técnica do plasma além de ser muito menos madura [do que MOXIE]”, diz ele.
