Tìm ra cách mới để sản xuất oxy trên Sao Hỏa

Oxy có vai trò rất quan trọng khi tạo ra môi trường thoáng khí, hỗ trợ sự sống, sản xuất nhiên liệu và nông nghiệp... Do đó, việc có thể sản xuất oxy ngay trên Sao Hỏa sẽ trở thành điều thiết yếu cho các sứ mệnh phi hành đoàn trong tương lai.

Trên thực tế, có rất nhiều nguyên tố oxy trong khí quyển Sao Hỏa. Tuy nhiên, chúng lại bị "nhốt" trong các phân tử carbon dioxide rất khó bị phá vỡ. Do vậy, thử thách đầu tiên của các nhà khoa học đó là làm thế nào tách được oxy ra khỏi một hỗn hợp khí như carbon dioxide và carbon monoxide.

Trước thử thách này, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã nghĩ ra phương pháp dựa trên chùm plasma "lạnh".

Theo đó, plasma vốn dĩ chứa các hạt mang điện tự do, bao gồm các electron rất nhẹ và dễ dàng được gia tốc đến năng lượng rất cao nhờ điện trường. Trong điều kiện thích hợp, electron có thể bắn đi giống như một "viên đạn". Chúng sẽ va chạm với carbon dioxide, và khiến phân tử này bị phân hủy hoặc trở nên kém bền vững.

"Ở một mức độ lớn, năng lượng này có thể được chuyển hóa thành sự phân hủy carbon dioxide", Vasco Guerra, một nhà vật lý học tại Đại học Lisbon (Bồ Đào Nha), chia sẻ.

Trước đó, phương pháp thành công nhất trong việc sản xuất ra oxy trên Sao Hỏa là thí nghiệm có tên gọi MOXIE, hoạt động nhờ một bộ phận được gắn trên tàu thăm dò Perseverance của NASA.

Tuy nhiên, MOXIE chỉ được thiết kế để tạo ra khoảng 10 gam ôxy mỗi giờ. Con số này quá thấp so với mức độ yêu cầu từ các phi hành gia khi họ thực hiện các sứ mệnh của mình.

Ngoài ra, hệ thống cũng yêu cầu các máy sưởi và máy bơm lớn, cồng kềnh để tạo ra các điều kiện môi trường cần thiết trên bầu khí quyển.

Như đã biết, hầu các thiết bị to lớn, cồng kềnh thường có chi phí gia tăng đáng kể khi đưa chúng rời khỏi Trái Đất. Do vậy, phương pháp này được các chuyên gia xem là không thực sự tối ưu.

Trái lại, phương pháp sản xuất oxy nhờ plasma lại mang đến những tiềm năng lớn hơn, khi thậm chí cho phép phi hành gia không cần mang theo bình oxy dễ gây nổ khi di chuyển trên bề mặt.

Oxy được tạo ra bởi công nghệ plasma cũng có thể cũng được sử dụng làm nhiên liệu và phân bón. Nền tảng này sẽ cho phép con người định cư, trồng trọt trên bề mặt Sao Hỏa và giải quyết vấn đề lương thực.