Cientistas exploram nova maneira de gerar ar respirável em Marte

Enviar robôs para outros planetas é conveniente porque eles não precisam de ar respirável, e a Terra é o único lugar onde encontramos isso. À medida que a NASA e outras agências espaciais começam a trabalhar em missões tripuladas a Marte, devemos enfrentar a incômoda necessidade humana de oxigênio. Uma nova pesquisa da Universidade de Warwick sugere que as missões a Marte deveriam abandonar a abordagem tradicional do gerador de oxigênio e, em vez disso, confiar em dispositivos fotoeletroquímicos mais simples para gerar oxigênio.

De acordo com o estudo, publicado na Nature esta semana, um Oxygen Generator Assembly (OSA) como o encontrado na Estação Espacial Internacional é bom o suficiente para gerar oxigênio para a estação. Mas esses sistemas são notoriamente desajeitados e propensos a falhas. Os fotoeletroquímicos podem oferecer uma opção mais confiável para a exploração e sobrevivência humana a longo prazo em Marte.

Um OGA usa eletrólise da água para gerar oxigênio, um processo bastante ineficiente que consome 1,5 kW de energia na ISS por si só. É uma parte significativa do total de 4,7kW usado pelo sistema de controle de suporte à vida. Este sistema depende da energia gerada para canalizar uma corrente elétrica através da água, mas um sistema fotoeletroquímico (PEC) não precisa fazer isso.

A geração de oxigênio baseada em PEC usa materiais semicondutores para ir direto da energia solar para a divisão da água em hidrogênio e gás oxigênio sem produzir eletricidade. Isso tornou o PEC um tema quente entre os pesquisadores de energia sustentável pelo que ele poderia fazer pela Terra, mas não há razão para que um hardware semelhante não forneça oxigênio aos astronautas. A nova pesquisa explorou como a radiação solar em Marte e na Lua suportaria os dispositivos PEC, concluindo que era uma abordagem viável para o suporte à vida humana que operaria em microgravidade e poderia ser ampliada conforme necessário. No entanto, a tecnologia PEC atual precisa se tornar mais eficiente e compacta antes de poder ser incluída em uma espaçonave. Embora, talvez não precisemos construir o sistema de suporte de vida ampliado na Terra.

Como cada grama lançada da Terra custa dinheiro, as empresas aeroespaciais estão cada vez mais interessadas na utilização de recursos in situ (ISRU). Isso significa projetar uma missão para usar materiais no destino, em vez de enviar tudo da Terra. Por exemplo, a NASA explorou o uso do solo marciano como material de construção, e vários projetos estão investigando como os astronautas poderiam colher gelo de água da lua. O JPL também lançou um experimento com o rover Perseverance que mostrou que ele poderia gerar tanto oxigênio quanto uma única árvore. Da mesma forma, os pesquisadores exploraram maneiras de construir e manter o hardware PEC na Lua e em Marte. “A construção do dispositivo pode ser feita a partir de uma variedade de semicondutores e materiais eletrocatalisadores disponíveis na Lua e em Marte, e os materiais necessários podem eventualmente ser produzidos via ISRU”, disse o estudo.