Ganz einfach ausgedrückt funktioniert Moxie wie eine Art künstlicher Baum. Kohlendioxid wird eingeatmet – Sauerstoff kommt raus. Das funktioniert auf dem Mars deshalb besonders gut, weil die Mars-Atmosphäre zu fast 96 Prozent aus CO2 besteht – auch wenn sie 100 mal dünner ist als auf der Erde. „Mars Oxygen In-Situ-Resource-Utilzation Experiment“ heißt das Ganze offiziell, auf deutsch: „Mars Experiment zur Nutzung der Möglichkeiten vor Ort“.
Moxie produziert Treibstoff und Luft zum Atmen
Moxie ist etwa so groß wie eine handelsübliche Autobatterie, wiegt ungefähr 18 Kilo – auf der Erde, auf dem Mars etwa halb soviel – und arbeitet wie eine Brennstoffzelle, nur rückwärts. Mars-„Luft“ wird angesaugt, unter Druck gesetzt und dann aufgespalten in Kohlenmonoxid und Sauerstoff. Schöner Nebeneffekt: Wenn auch das Kohlenmonoxid gespeichert wird, kann man das, wenn man Sauerstoff zusetzt, wieder zu Treibstoff machen, könnte damit beispielsweise einen Generator oder einen Rover antreiben.
Sauerstoff-Produktion auf dem Mars
Der Sauerstoff dient aber vor allem dazu, künftigen Mars-Astronauten das Atmen zu ermöglichen und: den Rückflug zur Erde. Für einen Raketenstart vom Mars mit vier Astronauten braucht es NASA-Angaben zufolge nämlich außer dem Raketensprit etwa 25 Tonnen – Marsgewicht – Sauerstoff, umgerechnet etwa so viel, wie ein Space-Shuttle wiegt. Den von der Erde auf den Mars zu transportieren, wäre vermutlich kaum möglich. Wenn man Sauerstoff aber vor Ort produzieren kann, könnte man den Umfang der Ausrüstung in etwa halbieren.
Sauerstoffproduktion braucht viel Energie
Die Überlegungen gehen daher in die Richtung, einen großen leeren Tank auf den Mars zu bringen, in Kombination mit einem sogenannten Habitat – der Marsbasis für die Astronauten – und in diese Rakete dann auch ein etwa 100- bis 200-mal größeres Moxie-Gerät zu packen, das ungefähr eine Tonne schwer ist. Das könnte bis zur Ankunft eines Mars-Teams genügend Sauerstoff vorproduzieren. Ganz einfach ist das aber nicht; der Prozess läuft nämlich bei rund 800 Grad Celsius ab.
Auch dafür ist Energie nötig, hitzebeständige Materialien und eine aufwendige Isolierung, damit durch die hohen Temperaturen keine anderen Komponenten schmelzen oder beschädigt werden. Auch bei dem aktuellen Mini-Moxie ist das übrigens so. Immerhin fünf Gramm Sauerstoff hat das Gerät beim ersten Versuch hergestellt, so viel, wie ein Astronaut in 10 Minuten zum Atmen benötigt. Laut NASA war das ein erster entscheidender Schritt, weil bewiesen wurde, dass die Idee tatsächlich funktioniert. Um im Slang zu bleiben, könnte man auch sagen: Es war nur eine kleine Menge Sauerstoff für Moxie, aber ein großer Atemzug für die Menschheit.