Un paso más cerca de establecernos en Marte

La idea de habitar otro planeta ha pasado de la ciencia ficción, unas décadas atrás, a una realidad posible gracias a diversos factores. Uno de ellos es el mejor conocimiento de Marte. El avance en disciplinas como la química o la geología planetaria también influyen y si a eso le sumamos un incremento de los viajes privados al espacio, todo confluye para pensar en un posible (y no muy lejano) asentamiento en el planeta rojo.

Uno de los mayores obstáculos a los que se enfrentan los viajeros planetarios es la falta de sustancias químicas esenciales, como el oxígeno, para la supervivencia a largo plazo. Y, paradójicamente, la vida en tierra firma, sería posible gracias a la presencia de agua en Marte.

Un equipo de científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) ha analizado la posibilidad de descomponer el agua para producir oxígeno mediante oxidación electroquímica del agua impulsada por energía solar. Básicamente crear catalizadores (propiciadores y aceleradores de reacciones químicas) que permitan obtener de forma rápida oxígeno a partir del agua. El desafío es encontrar una manera de crear estos catalizadores in situ utilizando materiales en Marte, en lugar de transportarlos desde la Tierra, lo que tiene un alto coste.

El equipo, liderado por Luo Yi, consiguió sintetizar y optimizar catalizadores automáticamente a partir de meteoritos marcianos con su "químico robótico" de inteligencia artificial (IA). Los resultados se han publicado en Nature Synthesis.

"El químico de IA sintetiza de forma innovadora un catalizador utilizando material marciano basándose en la cooperación interdisciplinaria", explica Yi, en un comunicado.

En cada ciclo experimental, la inteligencia artificial utilizada por el equipo de Yi, analiza primero la composición elemental de los minerales marcianos utilizando la espectroscopia (los elementos presentes) como sus ojos. Luego, lleva a cabo una serie de tratamientos previos en los minerales, incluido el pesaje y la medición de pureza y cantidades, para luego realizar la preparación de soluciones de materia prima en la estación de trabajo. Esto es, separar el líquido mediante centrifugación y solidificar mediante una secadora.

Los restos obtenidos se tratan con adhesivo Nafion para preparar todo el sistema de catalización. Este adhesivo tiene la particularidad tomar carga eléctrica, tanto negativa como positiva, según su composición. Esto le da una enorme versatilidad a la hora de trabajar en entornos como los de Marte, donde siempre se pueden encontrar sorpresas. Los resultados obtenidos los analiza el propio robot en tiempo real mediante una IA de aprendizaje automático.

El "cerebro" del químico de IA emplea química cuántica y simulaciones de dinámica molecular para 30.000 compuestos posibles con diferentes proporciones elementales y calcula su posible uso. Con esta información predice cuáles serán las combinaciones más adecuadas para producir oxígeno.

Hasta ahora, el robot ha creado un excelente catalizador utilizando cinco tipos de meteoritos marcianos. Este catalizador puede funcionar de manera constante durante más de seis días y con una energía similar a la de una linterna y a una temperatura de -37 °C (similar a la marciana). Esto confirma que todo el sistema puede producir oxígeno de manera constante sin ninguna degradación aparente. Todo esto ha sido posible en apenas dos meses gracias a la inteligencia artificial: evaluar esta cantidad de datos y posibilidades, nos hubiera llevado más de 2.000 años.

"Este tipo de investigación es de gran interés y está en rápido desarrollo en la síntesis y el descubrimiento de materiales orgánicos/inorgánicos – concluyen los autores -. En el futuro, los humanos podrán establecer una fábrica de oxígeno en Marte con la ayuda de un químico de inteligencia artificial. Solo se necesitan 15 horas de irradiación solar para producir la concentración de oxígeno necesaria para la supervivencia humana. Esta tecnología innovadora nos acerca un paso más a lograr nuestro sueño de vivir en Marte".