Эксперимент MOXIE впервые извлек кислород из атмосферы Марса
Прибор MOXIE (Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment), установленный на марсоходе Perseverance, впервые извлек 5 граммов кислорода из марсианской атмосферы. Это еще один исторический момент для освоения космоса, но как можно извлечь кислород из атмосферы, в которой его нет? На самом деле только 0,16% марсианской атмосферы состоит из кислорода (точнее, O2).
Инструмент НАСА, впервые активированный 20 апреля, собрал углекислый газ (CO2), который составляет 96% от состава атмосферы. Как только CO2 был собран, MOXIE разрушил его, собирая кислород и выделяя окись углерода в атмосферу Марса. Эксперимент - это еще один технологический демонстратор, вроде вертолета Ingenuity, так что на самом деле это не научный эксперимент. Но давайте по порядку.
Как работает MOXIE
Эксперимент размещается внутри марсохода Perseverance, размером с тостер и весом 17 кг. Как уже упоминалось, целью является преобразование двуокиси углерода в кислород и окись углерода. Первый хранится, второй выбрасывается в атмосферу. При этой первой активации MOXIE было произведено 5.37 граммов кислорода. Это количество эквивалентно примерно 10 минутам вдыхаемого воздуха, но MOXIE рассчитан на производство до 10 граммов в час.
Чтобы осуществить это преобразование, он использует электролиз твердых оксидов, сжимая и нагревая атмосферу Марса. Этот процесс требует особо высоких температур, достигающих 800 °C. Поэтому вся конструкция MOXIE сконструирована таким образом, чтобы выдерживать эти температуры и максимально изолировать их, чтобы не повредить марсоход Perseverance. Некоторые компоненты изготовлены из никелевого сплава, которые поддерживают как нагрев, так и охлаждение собранных газов. Также имеется внешнее золотое покрытие, отражающее инфракрасное излучение и предотвращения его облучения снаружи.
MOXIE теперь будет работать на трех разных этапах, чтобы проверить его в максимально возможных условиях. Сначала будет проверено состояние и сама работа прибора, а только что выполненное производство кислорода - уже первый отличный результат. Затем тест будет повторен в различных погодных условиях, таких как разное время дня или сезона. На третьем и последнем этапе MOXIE будет доведен до предела, проверяя его при различных температурах.
Для чего нужен MOXIE?
Основная цель MOXIE - продемонстрировать, что производство кислорода из марсианской атмосферы возможно. Для будущего исследования Марса кислород будет решающим элементом не только для жизнеобеспечения космонавтов. Фактически, ракеты также работают на жидком кислороде, и чтобы покинуть Марс, необходимо иметь возможность производить топливо на месте.
По оценкам НАСА, четырем астронавтам потребуется около 7000 кг топлива и 25000 кг кислорода, чтобы покинуть Марс. Маловероятно, что 25 тонн кислорода удастся доставить на Марс прямо с Земли. Вместо этого, пребывание на планете в течение одного года потребовало бы потребления астронавтами около тонны кислорода.
По этой причине само НАСА уже думает о преемнике MOXIE, аналогичном эксперименте, но уже в увеличенном масштабе. Подобный прибор весом в одну тонну может производить около 1 кг кислорода в час. Такой инструмент мог произвести 25 тонн кислорода за 3 земных года. Достаточно пяти-шести таких устройств, чтобы сократить время до шести месяцев.