В края на миналия месец марсоходът Perseverance постави нов рекорд за извличане на кислород на Марс. Това стана с инструмента Moxie (Mars Oxygen in Situ Resource Utilization Experiment) - малък апарат, който получи кислород от рехавата атмосфера на планетата. Според специализираното издание Space.com MOXIE е работил на пълен капацитет по-рано през месеца и е надхвърлил два пъти поставената цел, работейки почти час, за да произведе 12 грама кислород.

Едва 18-килограмовата машина, извличаща с помпа марсиански въздух и отделяща кислорода от него, е с далеч по-малък капацитет от набавяния на борда на Международната космическа станция (МКС) между 2.3 и 9 кг кислород дневно. Търсенето на нови способи обаче е неизбежно за космическите агенции, индустрия и изследователски центрове, които търсят изгодни начини да подсигурят запаси за бъдещите, (вероятно) все по-отдалечаващи се от Земята мисии.

Какво правят сега астронавтите, за да си набавят кислород, и какви обещаващи технологии разглеждат учените?

Повечето космически апарати с екипаж разполагат със собствени запаси кислород, но мисиите им обикновено са краткотрайни.

Международната космическа станция е изключение. Тя е в орбита от 1988 г. и към момента разчита на три метода:

Генераторите работят с електричество от слънчевите панели на МКС. Водата пък се доставя с апарати от Земята, но и с кондензатори, които могат да извличат водни пари от въздуха. Водата може да се рециклира и от урината на астронавтите. Както казва астронавтът Дъглас Уилок: "Вчерашното кафе е утрешното кафе."

Китайската космическа станция твърди, че вече осигурява целия си нужен кислород чрез регенериране, а 95% от водата - чрез рециклиране.

НАСА се надява да постигне това за бъдещите човешки колонии с помощта на фотосинтеза: от растенията да идва нужният кислород. Засега няма отговор как това да се случи в ограниченото пространство на космическа станция така, че да се засадят нужният брой растения - както за кислород, така и за прехрана.

В края на юни в Nature Communications бе публикувано изследване, подкрепяно от Европейската космическа агенция, което очертава "рамката" за оценяване на работата на нужните за изграждане на самостоятелен цикъл на кислорода и въглеродния диоксид. Авторите смятат, че сегашните технологии са неефикасни, тежки, трудни за поддържане и дори ненадеждни. "Процесът за генериране на кислород например изисква около една трета от цялата енергия, нужна за поддържане на контрола на средата и животоподдържащите системи на МКС", отбелязва Катарина Бринкерт в статия, с която представя разработката.

Авторите разглеждат възможностите (след поне още няколко години проучвания) да се създаде кислород на Луната и за пътешествия като това до Марс, което би могло да отнеме две години. Може например да се използва слънчева енергия и да се постигне във вода процес, подобен на фотосинтезата. Това би могло да е удобно на Луната, ако се потвърдят наличието на вода и лед в кратера Шакълтън, където вероятно ще пристигнат бъдещи мисии.

Може да се използва топлинната енергия, освободена при улавянето на слънчевата, за катализиране на химичните реакции при "изкуствената фотосинтеза".

При фотосинтезата на Земята растенията поемат въглероден диоксид, а освобождават кислород. Поглъщането на тази светлина в природата става с помощта на хлорофил. При "изкуствения" вариант може вместо хлорофил да се използват полупроводникови материали, покрити с метални катализатори за поддържане на желаната химична реакция.

Това би бил по-удобният вариант от други подходи като извличане на кислород от лунната почва (т. нар. реголит). Последният подход би изисквал много високи температури, за разлика от "изкуствената фотосинтеза", възможна на стайна.

Иначе симулация с реголит, осъществена от НАСА по-рано тази година, бе успешна. Тя бе извършена при пресъздаване на условията на Луната. Лунната почва е разтопена в специален тип реактор (използван например за производство на слънчеви панели), създаден за НАСА, с помощта на мощен лазер, който симулира топлинния ефект на Слънцето. Нагряването на почвата създава възможност за извличане на кислород.