Sứ mạng đưa con người lên Sao Hỏa không chỉ đòi hỏi kỹ thuật đột phá trong việc chế tạo phi thuyền không gian ,à còn phải đối mặt với muôn vàng các khó khăn cần phải khắc phục. Các nhà nghiên cứu ví đây là một cuộc chiến lâu dài khi phải đảm bảo an toàn của con người trong cuộc hành trình mà khi đặt chân đến nơi, mọi điều kiện sống cần thiết cũng cần phải được đảm bảo để các phi hành gia có thể sinh sống, nghiên cứu tại đây.
Michael Hecht, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu phát triển thiết bị MOXIE tại MIT
Nhiều vấn đề cần phải được giải quyết như hàng tấn trang thiết bị, thức ăn, nước uống, nhiên liệu và dĩ nhiên là khi oxy để nuôi sống các phi hành gia. Dĩ nhiên, tất cả các sản phẩm này đều cần phải được chuyển lên từ Trái Đất với khoảng chi phí khổng lồ. Trước đây, khi đưa các phi hành gia lên Mặt Trăng, điều trên không phải là những vấn đề quá quan trọng. Khi các phi hành gia đặt chân lên Mặt Trăng, họ chỉ cần mang theo lượng trang thiết bị và dưỡng khí đủ cho một chuyến hành trình ngắn.
Nhưng đối với sứ mạng Sao Hỏa thì vấn đề lại hoàn toàn khác. Việc đưa hàng tấn thiết bị và sản phẩm lên Sao Hỏa đòi hỏi phải có những chiếc tàu vũ trụ chuyên chở với kích thước lớn và tiêu tốn lượng nhiên liệu khổng lồ. Đây thật sự là một nhiệm vụ bất khả thi. Thay vào đó, các nhà khoa học và kỹ sư đã khám phá một cách khác nhằm thực hiện các sứ mệnh sao Hỏa trong tương lai: Tạo ra oxy ngay trong khí quyển của Sao Hỏa.
Và giải pháp của các nhà nghiên cứu tại MIT đề xuất là chế tạo cỗ máy mang tên MOXIE với khả năng sản xuất ra oxy trên Sao Hỏa. Được đồng chế tạo bởi MIT và phòng thí nghiệm tên lửa đẩy của NASA, MOXIE có thể tạo ra oxy từ lượng khí CO2 chiếm tới 96% khí quyển Sao Hỏa. Điều này đồng nghĩa với việc một lượng rất lớn khí Oxy có thể được dễ dàng tạo ra từ nguồn CO2 đồi dào nơi đây.
Về cơ bản, MOXIE là một tế bào năng lượng có hoạt động đảo ngược. Theo đó, thay vì sử dụng oxy để đốt cháy năng lượng nhằm tạo ra dòng điện, MOXIE lại sử dụng dụng chu trình mang tên điện phân oxit thể rắn, dùng dòng điện để "cắt" phân tử CO2 ra thành khí O2 và CO. Lượng khí CO2 trong khí quyển Sao Hỏa sẽ được hút vào sau khi qua các bộ lọc bụi và ổn định áp suất trước khi chuyển tới tế bào nhiên liệu.
Theo thông tin từ NASA, MOXIE là 1 trong số chuỗi thử nghiệm trị giá 1,9 tỷ đô la nhằm tạo ra 7 loại thiết bị sẽ được trang bị cho tàu tự hành Mars 2020 dự kiến sẽ chính thức lên đường lên Sao Hỏa vào tháng 7 năm 2020. Dựa trên thiết kế từ tàu tự hành Curiosity đang hoạt động trên Sao Hỏa, Mars 2020 cũng sẽ vận hành bằng nguồn năng lượng nguyên tử. Theo giới nghiên cứu, trong số 7 thiết bị trên Mars 2020 thì MOXIE là thiết bị có tính thực tiễn cao nhất.
Hình ảnh phác thảo của tàu tự hành Mars 2020
Nhà nghiên cứu Hecht cho biết: "Nếu bạn là 1 trong số các phi hành gia, MOXIE sẽ là cung cấp cho bạn nguồn dưỡng khí đủ để có thể công tác và trở về Trái Đất. Dĩ nhiên, chúng tôi muốn thử nghiệm nó trước khi con người thật sự đặt chân đến đó. MOXIE cần phải được đầu tư nghiên cứu để tin chắc nó có thể hoạt động như ý muốn."
Thời gian tới, nhóm nghiên cứu sẽ thử nghiệm nguyên mẫu ban đầu của MOXIE trong phòng thí nghiệm mô phỏng môi trường trên Sao Hỏa. Theo MIT, nếu thành công thì nhóm sẽ bắt tay vào chế tạo MOXIE với kích thước thật nhằm cung cấp oxy cho việc hô hấp và đốt cháy nhiên liệu trên Sao Hỏa. Xa hơn nữa, các nhà nghiên cứu hy vọng rằng MOXIE còn có thể dần tạo thành một khí quyền chứa oxy trên Sao Hỏa trước khi con người đặt chân lên nơi đây.
