Un robot "piccolo chimico" ha scoperto come produrre ossigeno con le rocce di Marte

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di Gianmarco Bonomo

14 Novembre 2023

Un robot "piccolo chimico" ha scoperto come produrre ossigeno con le rocce di Marte
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Colonizzare Marte è un sogno condiviso da tantissimi soggetti diversi, dalle agenzie spaziali alle persone comuni. I sogni però si scontrano spesso con la realtà: per esempio, su Marte non c’è ossigeno. Come fare allora? Ecco, una possibile risposta viene da uno studio condotto in Cina che ha per protagonista un piccolo robot. La sua funzione: produrre ossigeno a partire dalle rocce marziane. Vediamo di cosa si tratta!

Rendere Marte abitabile, con il robot AI-chemist

Rendere Marte abitabile, con il robot AI-chemist

Yi Luo et al/Nature Synthesis

La mancanza di ossigeno che possiamo respirare è senza dubbio una delle più grandi sfide di una presenza stabile su Marte. Potremmo portarne dalla Terra, è vero, ma la colonizzazione del pianeta rosso passa per la produzione sul luogo di ossigeno molecolare. Una soluzione consiste in un processo chiamato evoluzione elettrocatalitica dell’ossigeno, che implica la decomposizione dell’acqua. Acqua che è presente su Marte, anche se in forma di ghiaccio e, forse, in forma liquida. Il problema riguarda allora le possibilità di trasportare i catalizzatori sul pianeta rosso, e sul loro funzionamento tutt’altro che economico.

In un contesto ottimistico, ma sostanzialmente immobile, si inserisce il recente studio condotto in collaborazione con il Deep Space Exploration Laboratory della Nanjing University, in Cina. I ricercatori hanno infatti sviluppato un robot intelligente, chiamato AI-Chemist, che ha dimostrato di poter sintetizzare dei catalizzatori direttamente su Marte, aprendo delle prospettive impensabili fino ad oggi. Ma come lo ha fatto?

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Il ruolo chiave di AI-chemist nella colonizzazione di Marte

Il ruolo chiave di AI-chemist nella colonizzazione di Marte

Freepik / AI-Chemist Group, Unversity of Science and Technology of China

AI-Chemist è un chimico robot di nome e di fatto, a partire dal suo nome che mette insieme l’intelligenza artificiale e la chimica. Con le dimensioni di una fotocopiatrice compatta, AI-Chemist è riuscito a svolgere esperimenti che dovrebbero richiedere attrezzature e laboratori ben più grandi. Il suo pregio è quello di analizzare la composizione dei minerali marziani e definire la formula ottimale per sintetizzare il catalizzatore migliore. Così, sarebbe possibile produrre l’ossigeno per elettrocatalisi in modo più efficace anche su Marte.

Per riuscire in questa impresa, AI-Chemist esegue 12 fasi automatizzate in cui analizza chimicamente il campione di roccia. In seguito, il chimico robot esegue delle simulazioni di chimica quantistica e genera le strutture dei catalizzatori, valutandone l’efficacia. AI-Chemist apprende da dati teorici e sperimentali ma, in più, predice anche la migliore combinazione di minerali marziani e sintetizza catalizzatori con prestazioni ottimali.

Produrre ossigeno su Marte: il futuro dell’esplorazione spaziale?

Produrre ossigeno su Marte: il futuro dell’esplorazione spaziale?

Freepik

I ricercatori hanno condotto dei test sulle capacità di AI-Chemist utilizzando cinque campioni di roccia provenienti da Marte. E il piccolo robot è riuscito con successo a sintetizzare catalizzatori, soprattutto idrossidi, senza alcun intervento umano. In sole sei settimane di test, AI-Chemist ha realizzato un modello predittivo basato su quasi 30 mila set di dati teorici e 243 set di dati sperimentali, producendo ossigeno in modo costante e affidabile. Insomma: un processo che richiederebbe oltre mille anni di lavoro per un chimico umano, ha richiesto un mese e mezzo per AI-Chemist.

I risultati del robot sono incoraggianti, a dire poco, e aprono la strada a un futuro roseo per l’esplorazione spaziale e la produzione di ossigeno su Marte. Oltre alle conclusioni della ricerca, il protocollo e il sistema di funzionamento di AI-chemist sono generici e adattabili. Ciò vuol dire che potrebbero essere utilizzati, potenzialmente, per la sintesi di sostanze chimiche in altre condizioni. E non soltanto su Marte.

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