Марсоход NASA Perseverance стал первым, кто извлек кислород из марсианской атмосферы. В рамках эксперимента по использованию кислородных ресурсов Марса MOXIE переработал углекислый газ в 5,4 грамма кислорода, что поможет астронавтам вырабатывать кислород для жизнеобеспечения на Марсе.
Текущие планы для первых миссий на Марс с экипажем требуют длительного пребывания на поверхности, пока планеты не займут правильное положение для возвращения на Землю. Для этого потребуется либо огромное количество ракетного топлива и материалов, либо нужно найти способ добычи ресурсов на Марсе.
По данным NASA, требуется 7 тонн ракетного топлива и 25 тонн кислорода, чтобы вывести четырех астронавтов с поверхности Марса на орбиту, и каждому астронавту потребуется тонна кислорода в год для дыхания. Это слишком много, чтобы привезти с Земли, потому что для транспортировки кислорода потребуется больше топлива.
С другой стороны, хотя марсианская атмосфера всего в 100 раз плотнее атмосферы Земли, она почти полностью состоит из углекислого газа, который состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода. При наличии надлежащего оборудования и достаточной мощности получение кислорода из марсианского CO 2 может оказаться вполне практичным.
Чтобы изучить эту возможность, Perseverance была оснащена устройством MOXIE, чтобы продемонстрировать технологию, которая может поддержать будущие миссии. Устройство работает, пропуская атмосферу Марса через фильтр HEPA, затем сжимая и нагревая ее до 800 ° C с помощью спирального компрессора. При такой повышенной температуре керамический оксид расщепляет диоксид углерода на кислород и моноксид углерода в процессе, называемом электролизом твердого оксида.
Что касается самого агрегата, то он изготовлен из жаропрочных материалов и изолирован аэрогелями. Внешняя оболочка покрыта золотом для отражения тепла и защиты остальной части марсохода. Между тем, никелевые детали, напечатанные на 3D-принтере, помогают передавать тепло газам внутри и от них.
Для недавнего теста MOXIE прошла двухчасовую разминку перед тем, как перейти в производственный режим, произведя почти шесть граммов кислорода в час за серию разверток. Этого достаточно, чтобы космонавт дышал 10 минут. Будущая версия MOXIE весом в одну тонну могла бы производить уже тонны кислорода.
MOXIE планирует провести серию испытаний в три этапа в течение следующего марсианского года или в течение двух земных лет. Первый этап будет посвящен тестированию самого инструмента. Вторая фаза будет работать над производством кислорода в различных атмосферных условиях, а третья фаза расширится до новых рабочих режимов, таких как изменение рабочих температур.
«MOXIE - не просто первый прибор для производства кислорода в другом мире», - говорит Труди Кортес, директор по демонстрации технологий в STMD. «Это первая в своем роде технология, которая поможет будущим миссиям «выжить», используя элементы окружающей среды другого мира, также известное как использование ресурсов на месте».
