¿Cuántas veces habremos soñado (nosotros particularmente y el ser humano como especie) con llegar a Marte y replicar la vida que seguimos aquí en la Tierra? Aterrizar en el planeta vecino, plantar y recolectar alimentos, construir casas, hoteles… Puede parecer ciencia ficción, y de hecho a día de hoy todavía lo es, pero pronto podría convertirse en realidad, lo que supondría cumplir uno de los grandes deseos de la humanidad en las últimas décadas.

Sin embargo, cuando nos ponemos a imaginar cómo sería nuestra vida en el planeta rojo, solemos olvidar un pequeño pero importante detalle: el oxígeno. Mientras que nuestra atmósfera está formada en un 21% por este gas (el segundo más abundante, por detrás del nitrógeno), la atmósfera marciana es mucho más fina y solo está compuesta de oxígeno molecular en un 0,16%, frente al 95% de dióxido de carbono presente en esta capa de gases, según datos de la NASA. Esto supone que una persona que no llevara ningún tipo de equipo en la superficie de Marte moriría en tan solo dos minutos.

Ante este obstáculo, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) han reaccionado creando un aparato que transforma esas debilidades en fortalezas o, lo que es lo mismo, el abundante dióxido de carbono marciano en oxígeno, imprescindible para la supervivencia. El invento se llama MOXIE y está basado en el principio de utilización de recursos in situ (ISRU), básico en la investigación espacial y que consiste en aprovechar los elementos del lugar que se está explorando para no tener que emplear tantos recursos tecnológicos y humanos.

Esta tecnología no solo permite a los astronautas respirar sobre la superficie de Marte, sino que también ayuda a los cohetes a despegar en el viaje de regreso a la Tierra, un proceso en el que hacen falta toneladas de oxígeno. Por eso, el rover Perseverance de la NASA, que aterrizó en el planeta rojo el pasado 18 de febrero, lleva instalado uno de estos aparatos, con el objetivo de probar su eficacia y así utilizarlo en misiones futuras de más envergadura.

¿Cómo se fabrica el oxígeno?

En un principio, la intención de la NASA no era obtener oxígeno de la atmósfera de Marte, sino del hielo acumulado debajo de la superficie del planeta rojo. Sin embargo, este proceso habría sido demasiado complejo para los recursos con los que cuenta actualmente la agencia espacial, según explica el investigador principal del MOXIE, Michael Hecht, en la web del MIT. La razón es que habría que cavar y perforar el hielo, refinarlo y procesarlo antes de liberar el oxígeno, una operación que no se podría hacer robóticamente y que necesitaría una maquinaria muy sofisticada.

Por eso, el MIT recurrió a una técnica que, si bien es algo más sencilla, tiene un nombre que llega a intimidar: la electrólisis de óxido sólido, que consiste en separar los elementos de un compuesto, en este caso el dióxido de carbono, por medio de la electricidad, según la RAE. Una molécula de CO2 se compone de un átomo de carbono y dos de oxígeno, y mediante este proceso se separan estos tres átomos, de forma que dan lugar a una molécula de monóxido de carbono (CO) y a un átomo de oxígeno (O), que es el que se aprovecha para la respiración y el despegue de los cohetes.

Para ello, el MOXIE aspira con una bomba el aire de la atmósfera marciana, lo calienta a unos 800ºC y aplica la corriente eléctrica con la que consigue liberar el oxígeno, indica en su web el Complejo de Comunicaciones de Espacio Profundo de Madrid, la única instalación de la NASA en España. Debido a las altas temperaturas que se alcanzan, el aparato está rodeado de una capa de oro, que es un material que no transmite con facilidad el calor y que, por tanto, evita que se calienten otras partes de la nave en la que se traslade el MOXIE.

Después de extraerse el oxígeno, se analiza si cumple los estándares de pureza necesarios para que los astronautas puedan respirarlo. El objetivo de la NASA es que el gas que se obtenga de este proceso llegue, por lo menos, al 99,6% de pureza, según indica la agencia en su web.

 

El Perseverance, conejillo de indias para el MOXIE

La misión principal del rover Perseverance es encontrar restos de vida microbiana antigua en la superficie de Marte. Sin embargo, los científicos han aprovechado el viaje del vehículo espacial al planeta vecino para incorporar otros dispositivos con los que hacer ciertos experimentos. Uno de ellos es el MEDA, de origen español y cuyo objetivo es estudiar el clima y las condiciones de la atmósfera marciana, y otro es este, el MOXIE.

El aparato, que se ha colocado en la parte frontal derecha del rover, es una pequeña caja del tamaño de una batería de automóvil que pesa 17 kilogramos, de acuerdo con la web de la Misión Mars2020. Según confirmó el MIT a la web 'LiveScience', no ha sufrido ningún daño durante el aterrizaje del Perseverance, por lo que podrá realizar sin problema las pruebas para las que ha sido enviado a Marte. Actualmente, el MOXIE está produciendo unos seis gramos de oxígeno por hora, "lo suficiente para mantener a un perro pequeño con vida", según los ingenieros de la NASA.

Además, como el aparato consume mucha energía del Perseverance, solo se pone en marcha durante ciclos cortos de tiempo y en condiciones meteorológicas diversas. Así, la intención es probarlo diez veces: de día y de noche, en verano y en invierno o cuando hay tormentas de polvo y cuando no, de modo que se puedan analizar las diferencias.

Doble objetivo: respirar y poder volver a la Tierra

"La gente me pregunta si MOXIE se está desarrollando para que los astronautas tengan algo para respirar. Pero los cohetes respiran cientos de veces más oxígeno que las personas", explica Hecht en la página del MIT. La función del aparato, por lo tanto, no solo es permitir la supervivencia de los seres humanos sino garantizar que puedan volver sin problemas a la Tierra.

En este sentido, el oxígeno es necesario porque, al combinarse con hidrógeno, provoca una explosión que permite a las naves superar la fuerza de la gravedad y despegar de la superficie marciana. En este proceso hacen falta, según la NASA, entre 30.000 y 45.000 kilogramos de oxígeno, por lo que, de cara a futuras misiones tripuladas, esperan crear un MOXIE hasta cien veces más grande y pesado, casi tanto como el propio Perseverance, y que genere unos dos kilos de oxígeno por hora.

De momento, el aparato que lleva ahora el Perseverance es capaz de fabricar oxígeno, pero no de guardarlo, un hándicap este que la NASA tendría que resolver en los próximos viajes. De hecho, el propósito es lanzar el gran MOXIE dos años antes de que se trasladen los primeros humanos, para que en ese tiempo vaya generando y almacenando oxígeno suficiente y así garantizar un trayecto de vuelta exitoso.

Este invento, además, supondría un gran ahorro económico, porque al fabricar el oxígeno en Marte no habría que comprarlo y transportarlo desde nuestro planeta. Hasta hace poco, un kilo de oxígeno costaba unos 15.000 euros, aunque ahora SpaceX lo vende por el 'módico' precio de 2.288 euros el kilo, según un artículo publicado por la red de académicos e investigadores 'The Conversation'. Menos mal que todavía no nos cobran por respirar…