Việc tìm kiếm oxy nguyên tử trong bầu khí quyển sao Hỏa là rất khó thực hiện, điều này giải thích tại sao nó đã 40 năm kể từ khi nó được phát hiện lần cuối. Trong các nhiệm vụ năm 1970, NASA Viking Viking và Mariner đã phát hiện ra khí quyển của sao Hỏa, và bây giờ, Đài quan sát Địa tầng đối với Thiên văn học Hồng ngoại (SOFIA) đã phát hiện ra oxy nguyên tử ở phần trên của bầu khí quyển sao Hỏa gọi là tầng trung lưu.
SOFIA là máy bay Boeing 747 được sửa đổi đặc biệt, mang kính viễn vọng 100 inch. Nó bay ở độ cao từ 37.000 đến 45.000 feet, khiến nó vượt lên trên hầu hết độ ẩm trong bầu khí quyển Trái đất. Độ ẩm này nếu không sẽ chặn bức xạ hồng ngoại mà SOFIA thấy.
Oxy nguyên tử trong bầu khí quyển sao Hỏa nổi tiếng là rất khó đo lường, ông Hayela Marcum, nhà khoa học dự án SOFIA cho biết. Để quan sát các bước sóng hồng ngoại xa cần thiết để phát hiện oxy nguyên tử, các nhà nghiên cứu phải ở trên phần lớn bầu khí quyển Trái đất và sử dụng các dụng cụ có độ nhạy cao, trong trường hợp này là máy quang phổ. SOFIA cung cấp cả hai khả năng.
Một máy dò đặc biệt trên tàu SOFIA, Máy thu thiên văn học Đức tại Terahertz tần số (TUYỆT VỜI) cho phép các nhà nghiên cứu phân biệt oxy khí quyển của sao Hỏa với oxy trái đất. SOFIA-GREAT chỉ phát hiện được một nửa lượng oxy mà các nhà khoa học dự kiến sẽ tìm thấy, có lẽ là do sự thay đổi và biến đổi trong khí quyển. Những kết quả này đã được công bố trong một bài báo năm 2015 trong Thiên văn học và Vật lý thiên văn.
Oxy nguyên tử có tác động mạnh đến bầu khí quyển Sao Hỏa vì nó ảnh hưởng đến cách các loại khí khác thoát khỏi khí quyển. Nó rất dễ bay hơi có nghĩa là nó liên kết với các phân tử gần đó rất dễ dàng; oxy sẽ kết hợp với hầu hết tất cả các nguyên tố hóa học, ngoại trừ các loại khí cao quý.
SOFIA là đài quan sát trên không lớn nhất thế giới và là dự án hợp tác giữa NASA và Trung tâm hàng không vũ trụ Đức. SOFIA có thời gian thực hiện nhiệm vụ 20 năm. Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục sử dụng SOFIA để nghiên cứu bầu khí quyển sao Hỏa, để hiểu rõ hơn về sự thay đổi của hàm lượng oxy.
SOFIA không phải là nhiệm vụ duy nhất để mắt đến bầu khí quyển Sao Hỏa. NASA Khí quyển Sao Hỏa và EvolutioN dễ bay hơi (MAVEN) đã được ra mắt vào năm 2013 để khám phá bầu khí quyển trên sao Hỏa và cách thức mà nó bị ảnh hưởng bởi gió mặt trời. Nó đã nghĩ rằng bầu khí quyển Mars Mars dày đặc hơn nhiều trong quá khứ và đã bị tước đi theo thời gian. Oxy nguyên tử đóng một vai trò trong bầu khí quyển thoát khỏi sao Hỏa trong quá khứ, và chắc chắn sẽ đóng một vai trò trong tương lai. SOFIA và các nhiệm vụ khác như MAVEN hy vọng sẽ làm sáng tỏ bầu trời Mars Mars trong quá khứ và bầu khí quyển trong tương lai.
