Ein Experiment an Bord des NASA-Rovers Perseverance hat im April 2021 erstmals Sauerstoff aus der Marsatmosphäre gewonnen. Die als MOXIE bezeichnete Anlage demonstrierte damit erstmals die Nutzung lokaler Ressourcen auf einem anderen Planeten.
Technologiedemonstration auf Sol 60
Am 20. April 2021, einen Tag nach dem ersten Hubschrauberflug auf dem Mars, führte MOXIE seinen ersten Betrieb durch. Das Instrument benötigte zwei Stunden Aufwärmzeit, bevor es etwa eine Stunde lang Sauerstoff produzierte. Die Ausbeute betrug 5,4 Gramm – genug für etwa zehn Minuten Atemluft eines Astronauten.
MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) nutzt die überwiegend aus Kohlendioxid bestehende Marsatmosphäre als Rohstoff. Das Gerät ist 23,9 x 23,9 x 30,9 Zentimeter groß und wiegt 17,1 Kilogramm. Es wurde speziell für den Betrieb unter Marsbedingungen entwickelt.
Komplexe Technik in kompakter Bauform
Die Sauerstoffproduktion erfolgt in mehreren Schritten: Eine Pumpe saugt die dünne Marsatmosphäre an, ein Filter entfernt Staubpartikel. Ein Kompressor erhöht den Druck, bevor das Gas in den Solid OXide Electrolyzer (SOXE) gelangt. Bei etwa 800°C trennt dieser elektrochemisch die Sauerstoffatome von den Kohlendioxidmolekülen.
Die hohen Betriebstemperaturen erforderten spezielle Materialien wie nickellegierte 3D-gedruckte Bauteile und Aerogel zur Wärmeisolierung. Eine Goldbeschichtung minimiert die Wärmeabstrahlung zu anderen Systemen des Rovers. MOXIE verbrauchte etwa 300 Watt Leistung, die von Perseverance bereitgestellt wurden.
Der produzierte Sauerstoff wurde nicht gespeichert, sondern nach Messung wieder in die Atmosphäre abgegeben. Damit demonstrierte MOXIE die Machbarkeit der Technologie, nicht deren direkte Anwendung. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Science Advances veröffentlicht.
- NASA Pressemitteilung zur ersten Sauerstoffproduktion auf dem Mars
- Science Advances: Peer-Review-Studie zu MOXIE-Ergebnissen
- Technische Spezifikationen der NASA zu MOXIE