El cubo de oro de la NASA que irá a Marte para generar oxígeno

Instalación del instrumento MOXIE (foto original de la NASA)

La atmósfera de Marte está compuesta casi en su totalidad por dióxido de carbono (CO₂), por lo que uno de los retos para su futura colonización es que haya una fuente de oxígeno. El problema es que llevar oxígeno de la Tierra a Marte sería un proceso tan tardado y costoso que no es una opción viable, pero tal vez podría aprovecharse el dióxido de carbono de la atmósfera para generar oxígeno.

¿Cómo se producirá este oxígeno?

Así como las plantas generan oxígeno a partir de dióxido de carbono, el instrumento MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) de la NASA generará oxígeno a partir de CO₂ por medio de una reacción que requiere electricidad para que suceda, ya que es una reacción no espontánea. Esto es un proceso similar, pero inverso, a lo que ocurre en las baterías; en ellas, una reacción química espontánea genera electricidad. 

Una batería casera con tres pedazos de manzana conectados en serie, en los electrodos hay cobre y acero galvanizado (que es un acero recubierto de zinc). La reacción química entre el zinc y el cobre produce electricidad. (foto de Marcin Sochacki). 

La reacción que ocurre en el MOXIE es una electrólisis, esto quiere decir que una molécula es descompuesta usando electricidad (un ejemplo es la descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno). En este caso, el CO₂ se descompone en monóxido de carbono (CO) y en oxígeno molecular (O₂) al aplicar electricidad y para que esto ocurra se requiere una temperatura de 800 °C; esto implica que el instrumento necesita un sistema de aislamiento térmico sofisticado.

Electrólisis del agua, en el video se puede observar que se produce el doble de hidrógeno que de oxígeno:

MOXIE y Marte

MOXIE será parte del rover Perseverance, cuyo lanzamiento se realizará el 20 de julio de este año y se espera que su aterrizaje ocurra el 18 de febrero de 2021 en el cráter Jezero, en Marte. Debido al consumo de electricidad que tiene, MOXIE no estará funcionando de manera continua; lo que se planea hacer es hacerlo funcionar de manera intermitente y bajo distintas condiciones (de día, de noche, con tormenta de polvo, etc.) para probar su funcionamiento. Se espera que el instrumento produzca hasta 10 gramos de oxígeno por hora y que con una pureza del 96%, en un futuro este oxígeno podría usarse para generar aire respirable y para producir oxígeno líquido que sería usado como combustible de cohetes.

Ubicación de MOXIE en el rover Perseverance (imagen de la NASA)

Una curiosidad

La NASA es conocida por sus acrónimos con doble significado y MOXIE no es la excepción. Moxie, en inglés, puede ser usado para describir a una persona valiente y determinada. Este término surgió de una bebida carbonatada con ese nombre (moxie soda) que en los años 20 se anunciaba como una marca que producía beneficios a la salud y mayor fortaleza física.

Logo de moxie conocido como "Moxie boy" (imagen modificada de una tarjeta navideña)

Para saber más

- Video de curso express en electroquímica (subtítulos en español):
CrashCourse. (29 de octubre de 2013). Electrochemistry: Crash Course Chemistry #36. [video]. YouTube.

- Documento sobre MOXIE (inglés):
NASA. (s.f.). NASAfacts: Space Technology Game Changing Development The Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE).

- Documento sobre la misión Mars 2020 (inglés):
NASA. (s.f.). NASAfacts: Mars 2020/Perseverance.

- Página principal de la misión Mars 2020 (NASA).

- Resumen de la misión Mars 2020 (inglés):
NASA. (s.f.) Mars 2020 Mission Overview. Consultado el 15 de junio de 2020.