Mars’ta insanların ihtiyaç duyduğu oksijen nasıl elde edilebilir?

Mars’ta insan kolonilerinin kurulması isteniyorsa insanların hayatlarını devam ettirmesini sağlayacak temel ihtiyaçların yerel kaynaklardan elde edilmesi hayli önemli.

İnsanlı Mars yolculuklarının önündeki en büyük engellerden biri, bu görevler için ihtiyaç duyulan yüksek miktardaki oksijenin nasıl elde edileceği. Örneğin astronotları Mars’a taşıyan bir uzay aracının dört kişilik mürettebatla Mars yüzeyinden fırlatılarak Dünya’ya geri dönmesi için 25 ton oksijene ihtiyaç  var. Bu kadar yüksek miktarda oksijeni Dünya’dan Mars’a taşımak hayli zor. Bu nedenle Mars’ta bol miktarda bulunan karbondioksidi oksijene çevirebilen sistemlerin geliştirilmesi bu soruna çözüm olabilir.

Fotosentez yapabilen canlılar karbondioksidi ve suyu güneş enerjisi ile oksijene ve besin maddelerine dönüştürebiliyor. Mars’ın atmosferi ise büyük oranda (yaklaşık %96’sı) karbondioksitten oluşuyor.

30 Temmuz’da Mars yolculuğuna başlayan ve 18 Şubat’ta Mars’a ulaşması planlanan NASA’nın Perseverance keşif aracında, Mars’ın atmosferindeki karbondioksidi oksijene dönüştürmek için tasarlanan MOXIE isimli bir cihaz bulunuyor.

NASA/JPL-Caltech – Perseverance keşif aracı

Cihaz, Mars’ın atmosferindeki gazları bir pompa yardımıyla çekiyor. Karbondioksidi elektrokimyasal olarak oksijen ve karbonmonookside ayrıştıran cihaz 800 ℃’de çalışıyor. Nikel alaşımlı malzemelerden üretilen parçalar gazların ısıtılmasını ve soğutulmasını sağlıyor. Dünyanın en hafif malzemelerinden biri olan aerojel ise termal yalıtım sağlıyor. Cihaz bir saatte 6-10 gram oksijen gazı üretebiliyor.

NASA/JPL-Caltech – MOXIE

Mars’ta sadece oksijenin değil insanların ihtiyaç duyabileceği başka maddelerin üretilmesini sağlayabilecek sistemler de geliştiriliyor.

Berkeley ve Los Angeles’daki Kaliforniya Üniversitesinden araştırmacılar, Mars’ın atmosferindeki karbondioksidi ve Mars’ın kutup bölgelerinde bulunan donmuş hâldeki suyu güneş ışığı yardımıyla oksijene ve organik maddelere dönüştürebilen bir sistem geliştirdi. Bu, silisyumdan üretilen nanotellerden ve Sporomusa ovata türü baterilerden oluşan hibrit bir sistem.

Peidong Yang, UC Berkeley

Silisyum nanoteller arasına yerleştirilmiş bakterilerden oluşan biyohibrit sistemin elektron mikroskobu altındaki görüntüsü

Sistem, güneş enerjisini %3,6 verimle kimyasal enerjiye dönüştürüyor. Araştırmacılar bu yöntemi kullanarak asetat olarak isimlendirilen bir organik madde türü üretti. Asetat; Mars’ta ihtiyaç duyulan yakıt, besin maddesi, ilaç ve yapı malzemelerinin üretilmesinde yapı taşı olarak kullanılabilir.

İleriki yıllarda Mars’ta insan kolonilerinin kurulması isteniyorsa insanların hayatlarını devam ettirmesini sağlayacak temel ihtiyaçların (örneğin suyun, oksijenin, besin maddelerinin) yerel kaynaklardan elde edilmesi hayli önemli.