Marsexpedition mit Rückfahrkarte

Das Ziel ist ehrgeizig: Eine Sauerstofffabrik auf dem Mars soll bemannte Expeditionen auf den Roten Planeten möglich machen.

Explorationsfahrzeug für die Marserkundung: An Bord wird Kohlenstoffdioxid aus der Marsatmosphäre in Sauerstoff umgewandelt.

Warum die Sauerstoffversorgung das A und O einer bemannten Expedition zum Mars ist, hat Andy Weir in seinem wissenschaftlich fundierten Roman und Bestseller „Der Marsianer“ beschrieben: Nach einem Sandsturm muss eine Marsmission abgebrochen werden. Der Techniker und Botaniker Mark Watney bleibt aufgrund eines tragischen Unfalls auf dem Mars zurück und versucht, auf dem Mars zu überleben, bis die nächste Expedition eintrifft.
Das Wichtigste, was Marc Watney zum Überleben nutzt, ist ein ursprünglich als „Treibstoff-Generator“ konzipiertes System, welches das reichlich vorhandene Kohlenstoffdioxid der Marsatmosphäre komprimiert und in Sauerstoff umwandelt.
Dieser ist erforderlich zum Zünden des Treibstoffs für die Rettungskapsel, mit der sich die restliche Crew von der Marsoberfläche retten konnte, aber ebenso lebensnotwendig als Bestandteil der Atemluft.
Bis heute waren alle Reisen zum Mars ohne Rückflugticket und die Reisenden waren Roboter. Noch ist die NASA nicht so weit wie die Romanvorlage, aber sie hat mit der Entwicklung von Moxie begonnen, einem Prototypen für den genannten „Treibstoff-Generator“ im Maßstab 1:100, der im Jahr 2020 zum Mars geschickt werden soll.
Eine Nuklearbatterie wird die notwendige Energie für Moxie zur Verfügung stellen, um das Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre des Mars in Sauerstoff umzuwandeln. In den 2030er-Jahren plant die NASA die Errichtung einer Sauerstofffabrik in voller Größe, eines Kraftwerks zur Energieerzeugung und eines Wohnmoduls. In Vorbereitung auf das Eintreffen der ersten menschlichen Besatzung auf dem Mars wird der produzierte Sauerstoff verflüssigt und in großen Tanks gespeichert.
Moxie nutzt im Wesentlichen das Umkehrprinzip der Brennstoffzelle. Die Gasumwandlung findet in einem SOEC-Stack statt. SOEC steht für Solid Oxide Electrolysis Cell, Festoxid-Elektrolyse-Zelle. Die notwendigen Interkonnektoren liefert Plansee an die Firma Ceramatec in den USA, welche mit dem Bau des Prototypen-SOEC-Stacks beauftragt wurde. Wenn alles nach Plan geht, wird Moxie 20 Gramm Sauerstoff pro Stunde produzieren und mindestens 50 Arbeitstage auf dem Mars absolvieren.