Así de simple, estamos produciendo oxígeno en Marte

Un pequeño experimento en un rover de la NASA está jugando con la atmósfera alienígena.

A millones de kilómetros de distancia, en Marte, en un cráter estéril justo al norte del ecuador, un rover deambula con un dispositivo recubierto de oro del tamaño de una tostadora. La máquina inhala el aire marciano y elimina los contaminantes. Divide el gas atmosférico en partes constituyentes, toma lo que necesita y luego vuelve a ensamblar esa mezcla para crear algo que es muy escaso en Marte: oxígeno. Oxígeno real, respirable, del tipo que tomaste mientras leías estas oraciones.

Después de un poco de análisis, la máquina expulsa el oxígeno, liberando inofensivamente las moléculas al entorno marciano. El acto hace que esta tostadora muy sofisticada, situada en el vientre del rover Perseverance de la NASA, sea lo más parecido a un pequeño árbol en Marte.

Y según los investigadores detrás de la pequeña máquina, es un árbol bastante bueno. Cada vez que lo han ejecutado, el Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno de Marte (MOXIE, para abreviar) ha convertido con éxito el aire marciano, que está hecho casi en su totalidad de dióxido de carbono, en oxígeno gaseoso. "No estamos lejos de poder producir oxígeno a la velocidad que sustentaría a un ser humano", me dijo Michael Hecht, científico planetario del Observatorio Haystack del MIT que dirige el proyecto. "Un perro pequeño estaría bien al ritmo que producimos".

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MOXIE es un ingenioso experimento de química. También es un evento notable en la historia de la exploración espacial. Si los seres humanos quieren construir un hogar a largo plazo en Marte, tendrán que hacer uso de los recursos naturales del planeta en lugar de cargar todo lo que necesitan desde la Tierra. "Tenemos que poder vivir de la tierra", me dijo Jennifer Heldmann, científica de la NASA que trabaja en este campo futurista, conocido como utilización de recursos in situ. "Esta es la primera vez que hemos podido probar y demostrar la tecnología para hacer eso".

Y el oxígeno es maravillosamente versátil. No solo mantendría a los humanos en un planeta para el que sus pulmones no fueron diseñados, sino que también podría combinarse con otros compuestos para producir combustible para cohetes para que pudieran regresar a la Tierra. En Marte, somos los extraterrestres. Tendríamos que inventar todo tipo de cosas para dar a los futuros astronautas la oportunidad de sobrevivir allí, y mucho menos vivir cómodamente. Es casi ciencia ficción pensar en eso, pero al jugar con la atmósfera de Marte, nosotros, como la humanidad, hemos logrado descubrir al menos una parte de ese esfuerzo.

El experimento MOXIE entró en acción en febrero del año pasado, después de que Perseverance aterrizó y comenzó a trabajar en su misión principal: recolectar muestras rocosas que podrían contener las pequeñas huellas de la vida marciana muerta hace mucho tiempo. MOXIE tuvo su propio trabajo preparado. La atmósfera marciana es tan delgada que, comparada con la nuestra, es casi un vacío. "Me gusta decir que estamos produciendo oxígeno de la nada", dijo Hecht. "Si fueras un marciano, pensarías que los que estamos en la Tierra somos peces nadando en una espesa sopa de atmósfera".

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Marte también experimenta cambios mucho más dramáticos en sus condiciones atmosféricas. Las temperaturas diurnas y nocturnas pueden variar en aproximadamente 212 grados Fahrenheit (100 grados Celsius). El aire también cambia, se diluye durante los días cálidos y se vuelve más denso durante las noches frías. Los cambios en la presión del aire también ocurren estacionalmente. Durante los inviernos marcianos, parte de la atmósfera se condensa en escarcha y se asienta sobre los polos, lo que reduce la presión del aire en el resto del planeta. Durante los veranos marcianos, la presión del aire aumenta. Todos estos factores influyen en la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, el refrigerio principal de MOXIE.

Para ver cómo le iría a MOXIE, los ingenieros encendieron el instrumento durante diferentes momentos del día y diferentes estaciones. Descubrieron que "el momento más difícil para recolectar dióxido de carbono es a la mitad del día, en pleno invierno, cuando hace calor y la presión es baja", dijo Hecht. "Y el momento más fácil es en medio de la noche en pleno verano, cuando la presión es alta y la temperatura es baja". Pero durante cada ejecución, la máquina funcionó y pasó una hora produciendo oxígeno.

Sin embargo, el equipo aún tiene que desplegar MOXIE durante el amanecer o el anochecer, cuando "la densidad del aire está cambiando y la temperatura está cambiando rápidamente", dijo Hecht. A los ingenieros les preocupa que el cambio repentino en la presencia de dióxido de carbono pueda dañar el instrumento a medida que atrae el gas. Hecht dice que primero realizarán algunas pruebas con una versión de laboratorio de MOXIE en la Tierra, pero confían en que podrán hacer que su pequeña lonchera funcione también en estas condiciones.

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Otros grupos de científicos están pensando en cómo hacer fábricas de oxígeno para futuras misiones a Marte; un equipo ideó recientemente un método para generar oxígeno a partir de dióxido de carbono con la ayuda de plasma. Y otros investigadores están pensando profundamente en cómo usar recursos adicionales en Marte, como los depósitos de hielo justo debajo de la superficie del planeta. Los futuros astronautas podrían extraer el agua congelada y purificarla para el uso diario. También podrían robar las moléculas de hidrógeno del agua y ponerlas en el trabajo de llegar a casa. "Puedes producir metano, que es un propulsor de cohetes", me dijo Julie Kleinhenz, ingeniera de investigación de la NASA que estudia la utilización de recursos in situ y no está involucrada en el proyecto MOXIE. "Se podría repostar por completo un vehículo de ascenso con metano y oxígeno simplemente utilizando recursos en Marte, a través de procesos que se entienden bastante bien". Algunos artículos básicos, como trajes espaciales e inodoros, tendrán que venir desde aquí. Pero si puedes hacer algo en Marte, puedes reducir el equipaje pesado que hace que sea más difícil despegar desde la Tierra.

El equipo detrás de MOXIE imagina un futuro en el que una versión ampliada, capaz de hacer el trabajo de cientos de árboles, zumba en la superficie de Marte, trabajando día y noche. La fábrica se lanzaría antes de una misión humana, de modo que habría suficientes reservas de oxígeno para cuando lleguen los astronautas. Ese futuro aún está a muchos años de distancia; La NASA dice que lo más pronto que podría aterrizar astronautas en el planeta rojo es en algún momento a principios de la década de 2040. Elon Musk quiere ir mucho antes con SpaceX, pero incluso el multimillonario espacial se enfrentará a las mismas limitaciones que dificultarían un viaje a Marte (financiación, física, la radiación cósmica entre aquí y allá). Un MOXIE de gran tamaño sería solo un artículo en una lista de empaque muy larga. Pero MOXIE tiene cierta concreción que se siente emocionante incluso ahora. Es el tipo de detalle que hace que una base humana en Marte parezca un poco más realista. Imagínese, dentro de unas décadas, un ingeniero sentado frente a una consola, inhalando aire derivado de una atmósfera alienígena y diciéndole a uno de sus empleados: "Oye, Steve, estamos obteniendo algunas lecturas extrañas de MOXIE, ¿puedes ir a verlas?"