美國(guó)宇航局證實(shí)可呼吸的氧氣確實(shí)可以在火星上提取

在火星已經(jīng)表明，從稀薄的火星大氣中提取可呼吸的氧氣是可行的。

從美國(guó)宇航局毅力號(hào)火星車(chē)肚子里的小家，公文包大小的火星氧氣原位資源利用（ISRU）實(shí)驗(yàn)（莫克西）一直在反復(fù)分解火星空氣中的分子，以產(chǎn)生少量但穩(wěn)定的氧氣供應(yīng)。

現(xiàn)在，MOXIE準(zhǔn)備退休，在完成了一項(xiàng)出色的工作之后。

“MOXIE令人印象深刻的表現(xiàn)表明，從火星大氣中提取氧氣是可行的 - 氧氣可以幫助為未來(lái)的宇航員提供可呼吸的空氣或火箭推進(jìn)劑。美國(guó)宇航局副局長(zhǎng)帕姆·梅爾羅伊說(shuō).

“開(kāi)發(fā)技術(shù)，讓我們能夠利用資源月亮火星對(duì)于建立長(zhǎng)期的月球存在，創(chuàng)造強(qiáng)大的月球經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要，并使我們能夠支持最初的人類(lèi)火星探索活動(dòng)。

由麻省理工學(xué)院科學(xué)家設(shè)計(jì)的MOXIE實(shí)驗(yàn)自毅力號(hào)于2021年2月登陸火星以來(lái)一直在運(yùn)行。不是連續(xù)的;地球上的操作員向MOXIE發(fā)送命令，看看它是如何運(yùn)行的。隨著時(shí)間的推移，在不同的火星條件。

從那時(shí)起，經(jīng)過(guò) 16 次運(yùn)行，MOXIE 總共產(chǎn)生了 122 克氧氣。美國(guó)宇航局表示，這足以讓一只小狗呼吸10小時(shí) - 或人類(lèi)呼吸4小時(shí)。

它的工作原理是電解，使用電流驅(qū)動(dòng)二氧化碳進(jìn)入其組成原子的電化學(xué)分解。MOXIE通過(guò)一個(gè)過(guò)濾器吸入火星空氣，將其擦洗干凈。然后，這種凈化的火星空氣被壓縮、加熱并通過(guò)固體 OXide 電解槽 （SOXE） 發(fā)送。電解槽將二氧化碳分解成一氧化碳和氧離子。

一氧化碳被排出，但氧原子重新組合成O₂，或分子氧;我們需要生存的那種。然后測(cè)量該氣體的數(shù)量和純度，然后再排出。

每次運(yùn)行需要幾個(gè)小時(shí)。經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)的預(yù)熱后，MOXIE 每次實(shí)驗(yàn)收集氧氣 1 小時(shí)，然后斷電一段時(shí)間。在這個(gè)運(yùn)營(yíng)的時(shí)刻，MOXIE設(shè)計(jì)產(chǎn)生多達(dá) 10 克——一名宇航員大約 20 分鐘的可呼吸氧氣。

至少這是紙上談兵。它實(shí)際設(shè)法生產(chǎn)了多少變化;在8月7日的第16次運(yùn)行中，MOXIE提取了約9.8克可呼吸氧氣，這非常接近其目標(biāo)。這表明，盡管火星大氣層稀薄而脆弱，但它可以產(chǎn)生氧氣供應(yīng)。

即使在最壞的情況下，像MOXIE這樣的設(shè)備也能夠補(bǔ)充其他氧氣供應(yīng)，減少?gòu)牡厍蜻\(yùn)送所需的貨物數(shù)量。

但是，根據(jù)他們從MOXIE學(xué)到的知識(shí)，麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家和MOXIE首席研究員Michael Hecht的研究人員認(rèn)為，他們可以開(kāi)發(fā)一個(gè)全面的系統(tǒng)，包括氧氣提取裝置的新版本和改進(jìn)版本，液化氣體的方法，以及儲(chǔ)存液體的方法。

未來(lái)的火星探險(xiǎn)家將需要他們所能獲得的所有幫助才能自給自足。在火星上生活了一年的宇航員團(tuán)隊(duì)的呼吸需求與為航天器提供動(dòng)力所需的液體推進(jìn)劑之間，一些500公噸氧氣將是需要的。

不過(guò)，它將不得不等待。在人類(lèi)試圖在這個(gè)紅色星球上長(zhǎng)期停留之前，有許多問(wèn)題需要測(cè)試和解決。氧氣只是其中之一。

“我們必須決定哪些東西需要在火星上得到驗(yàn)證，”赫克特 說(shuō).“我認(rèn)為這份清單上有很多技術(shù);我很高興MOXIE是第一個(gè)。

關(guān)于莫克西的論文前 7 次運(yùn)行發(fā)表于科學(xué)進(jìn)展去年。

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