Entre 2021 e 2023, uma caixa dourada do tamanho de uma torradeira, instalada na barriga do rover Perseverance, tirou oxigênio respirável do ar de Marte. Ela se chama MOXIE, produziu 122 gramas de oxigênio em 16 sessões de trabalho e chegou a fabricar 12 gramas por hora, com 98% de pureza ou mais. É pouco — dá para um cachorro pequeno respirar por umas dez horas, na comparação da própria NASA. E, ao mesmo tempo, é a demonstração mais importante já feita para uma viagem tripulada a Marte.
O motivo é simples de entender e a gente volta a ele no fim: o problema de uma missão a Marte não é levar gente até lá. É trazer de volta. E o maior peso do foguete da volta não é o combustível: é o oxigênio que faz esse combustível queimar.
O que é o MOXIE
MOXIE é a sigla de Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment — experimento de uso de recursos locais para oxigênio em Marte. "Uso de recursos locais" é o nome técnico de uma ideia velha: em vez de carregar tudo da Terra, fabricar no destino o que der para fabricar.
A NASA descreveu o aparelho de dois jeitos em momentos diferentes: "do tamanho de uma torradeira", em 2021, e "do tamanho de um forno de micro-ondas", em 2023. As duas comparações são da própria agência e a ordem de grandeza é a mesma — é um eletrodoméstico de bancada, e foi assim que ele coube dentro do rover. O investigador principal é Michael Hecht, do Observatório Haystack, do MIT, e o projeto é gerido pelo Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA.
Por fora, o MOXIE é coberto por uma camada fina de ouro. Não é enfeite: ouro reflete muito bem o infravermelho, e ele está ali para impedir que o calor do aparelho torre os instrumentos vizinhos do rover. Por dentro, um aerogel (um material ultraleve, quase todo feito de ar preso) segura o calor, e trocadores de calor impressos em 3D numa liga de níquel aquecem e resfriam os gases que entram e saem.
O ar de Marte é quase todo gás carbônico
A matéria-prima está de graça, em toda parte. Pela ficha planetária da NASA, a atmosfera de Marte é:
| Gás | Proporção |
|---|---|
| Gás carbônico (CO₂) | 95,1% |
| Nitrogênio (N₂) | 2,59% |
| Argônio (Ar) | 1,94% |
| Oxigênio (O₂) | 0,16% |
| Monóxido de carbono (CO) | 0,06% |
Ou seja: oxigênio existe lá, mas em quantidade ridícula — 0,16%, contra 21% aqui. Respirar o ar marciano é impossível por falta de oxigênio, e seria impossível de qualquer jeito pela pressão: 6,36 milibares em média, menos de 1% da pressão ao nível do mar no Brasil.
Mas aquele 95,1% de gás carbônico é uma mina. Cada molécula de CO₂ tem dois átomos de oxigênio presos a um de carbono. O trabalho é arrancar um deles. Por que Marte ficou com uma atmosfera tão rala está em Por que Marte perdeu a atmosfera (e a Terra não)?.
Como ele arranca o oxigênio: 800 °C e uma pilha de cerâmica
O coração do MOXIE é uma unidade de eletrólise de óxido sólido (SOXE, na sigla em inglês). Eletrólise é usar eletricidade para quebrar uma molécula — a mesma ideia de quando se separa água em hidrogênio e oxigênio numa aula de química, só que aqui a molécula é o gás carbônico e a peça que faz a separação é uma cerâmica especial, não um líquido.
O caminho, do começo ao fim:
- Um tubo branco na parte de cima puxa o ar marciano filtrado, rico em CO₂.
- Um compressor pressuriza esse gás, porque na pressão natural de Marte não haveria o que processar.
- O gás é aquecido a cerca de 800 °C e passa pela pilha de cerâmica. Nessa temperatura, a cerâmica deixa passar íons de oxigênio e mais nada, e a eletricidade puxa um átomo de oxigênio de cada molécula de CO₂. Sobra monóxido de carbono.
- Um sensor mede a pureza do oxigênio produzido.
- O oxigênio é devolvido à atmosfera de Marte — o MOXIE era um teste, não um tanque.
A analogia que funciona: é um aparelho que faz o contrário de um motor de carro. O motor queima combustível com oxigênio e cospe gás carbônico; o MOXIE pega gás carbônico, gasta energia e devolve oxigênio.
Os 800 °C são a parte difícil. Não é só o calor: é aguentar esquentar até lá e esfriar de volta, 16 vezes, dentro de um rover que varia de temperatura entre o dia e a noite marciana, sem trincar a cerâmica nem cozinhar os vizinhos.
A primeira vez: 20 de abril de 2021
O Perseverance pousou em Marte em 18 de fevereiro de 2021. Sessenta sóis depois — sol é o dia marciano, cerca de 40 minutos mais longo que o nosso —, em 20 de abril de 2021, o MOXIE foi ligado pela primeira vez.
Produziu cerca de 5 gramas de oxigênio nessa estreia. Depois de um aquecimento de duas horas, estava fabricando perto de 6 gramas por hora, e o projeto previa chegar a 10. Cinco gramas é o que um astronauta respira em uns dez minutos. Foi a primeira vez na história que se fabricou oxigênio na superfície de outro planeta.
Jim Reuter, da diretoria de tecnologia espacial da NASA, chamou de "um primeiro passo crítico para converter gás carbônico em oxigênio em Marte". Michael Hecht já apontava para onde isso ia: "Os astronautas que passarem um ano na superfície vão usar talvez uma tonelada entre eles".
O placar final: 16 corridas, 122 gramas
O MOXIE encerrou o trabalho em 7 de agosto de 2023, na décima sexta e última sessão, que sozinha produziu 9,8 gramas. O balanço completo:
| Item | Resultado |
|---|---|
| Primeira produção | 20 de abril de 2021 |
| Última produção | 7 de agosto de 2023 |
| Sessões de trabalho | 16 |
| Oxigênio total | 122 gramas |
| Melhor desempenho | 12 gramas por hora |
| Meta original da NASA | metade disso |
| Pureza | 98% ou mais |
Repare na linha da meta: ele entregou o dobro do que a NASA tinha estabelecido como objetivo. Pam Melroy, vice-administradora da agência, resumiu: "O desempenho impressionante do MOXIE mostra que é viável extrair oxigênio da atmosfera de Marte". E Trudy Kortes, diretora de demonstrações tecnológicas, usou a expressão que define a estratégia toda: estamos "um passo mais perto de um futuro em que astronautas vivam do que a terra oferece no Planeta Vermelho".
Por que 122 gramas é pouco e decisivo ao mesmo tempo
Cento e vinte e duas gramas é o que um cachorro pequeno respira em dez horas, para repetir a comparação da própria NASA. Mas nenhuma demonstração de tecnologia é medida pelo tanto que produziu — ela é medida pelo que provou.
O MOXIE provou quatro coisas que ninguém sabia com certeza antes:
- Que o processo funciona na poeira, no frio e na pressão de Marte, e não só num laboratório na Terra.
- Que ele funciona em estações diferentes do ano marciano, com a densidade do ar variando bastante.
- Que ele aguenta ser ligado e desligado muitas vezes, que é como uma usina de verdade operaria.
- Que a pureza é alta o bastante para uso humano e para queima com combustível.
É a diferença entre uma receita que deu certo na cozinha de casa e a mesma receita feita no restaurante, com o fogão de lá, no horário do almoço.
A conta que importa: 25 toneladas para decolar de Marte
Aqui está o motivo de tudo isso existir. Para sair de Marte, um foguete precisa de combustível e de oxidante — o oxigênio que faz o combustível queimar, já que não há ar lá fora. E o oxidante é a maior parte do peso.
A NASA calculou que um conversor com uma tonelada, descendente maior e mais potente do MOXIE, produziria cerca de 25 toneladas de oxigênio: exatamente o necessário para erguer quatro astronautas da superfície de Marte de volta ao espaço. Por comparação, esses mesmos quatro astronautas consumiriam cerca de uma tonelada de oxigênio para respirar durante um ano inteiro lá.
Leia de novo: o oxigênio para voltar pesa 25 vezes mais que o oxigênio para respirar. Fabricar isso em Marte, em vez de levar da Terra, é a diferença entre uma missão possível e uma missão impossível — porque cada quilo que sai daqui precisa ser empurrado contra a gravidade terrestre, assunto de O que é velocidade de escape? O limite para sair da Terra.
É por isso que esse experimento aparece em todo plano sério de ida a Marte, inclusive no que analisamos em O plano da SpaceX pra colonizar Marte é possível?.
O que vem depois
A NASA encerrou o MOXIE sem anunciar data para um sucessor, e cronogramas espaciais atrasam — então não há prazo confiável a dar. O que existe é o caminho técnico: um aparelho muito maior, alimentado por uma fonte de energia bem mais robusta, trabalhando por meses seguidos e guardando o oxigênio em tanques, em vez de devolvê-lo ao ar.
Hecht, no encerramento, deixou a frase que resume o legado: "O MOXIE claramente serviu de inspiração para a comunidade de recursos locais", e "fico muito satisfeito que o MOXIE tenha sido o primeiro".
Vale separar duas coisas que muita gente mistura. Fabricar oxigênio para respirar e para decolar é engenharia resolvida em escala pequena. Transformar Marte num lugar com ar respirável a céu aberto é outra conversa, e a resposta é bem menos animadora: está em Dá para terraformar Marte? O que a NASA calculou. Enquanto isso, a solução para o ar de uma tripulação continua sendo o sistema fechado que já funciona em órbita, descrito em Por que a Estação Espacial não fica sem ar?.
