Кислородный эксперимент MOXIE завершает работу на борту Perseverance
С 2021 года на Марсе работает эксперимент NASA MOXI, установленный на борту марсохода Perseverance. MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilisation Experiment) - это прибор, который производит кислород на планете Марс и впервые сделал это в апреле 2021 года. 7 сентября NASA объявило, что он был включен в последний раз и произвел 9,8 г кислорода.
MOXIE окончательно доказал, что производство кислорода на Марсе возможно, и что эта технология будет иметь решающее значение для будущих марсианских исследований. За время своей миссии он был активирован 16 раз, произведя в общей сложности 122 г кислорода. На основании того же примера, приведенного JPL, это соответствует количеству кислорода, которым дышит небольшая собака в течение 12 часов.
При максимальной эффективности MOXIE производил 12 г кислорода за один час работы, что свидетельствует о том, что данная технология при параллельном и оптимизированном использовании может обеспечить производство кислорода, необходимого космонавту. Это производство более чем в два раза превысило объем, первоначально запланированный NASA.
После завершения этого эксперимента NASA работает над созданием усовершенствованной и более эффективной версии MOXIE 2.0. Следующая версия будет представлять собой систему, способную как добывать кислород, так и сжижать и хранить его. Получение кислорода на Марсе будет необходимо не только для выживания космонавтов, но и для питания ракет, которые доставят их на Землю.
Очевидно, что именно в этой области будет больше всего потребностей. Прибор, аналогичный MOXIE, только увеличенный в размерах, мог бы производить около 1 кг кислорода в час при массе в одну тонну. За три земных года такой прибор мог бы произвести 25 т кислорода. Для того чтобы сократить это время до шести месяцев, потребуется всего пять-шесть таких приборов.
Как работает MOXIE?
Прибор MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilisation Experiment) не извлекает кислород, содержащийся в марсианской атмосфере, где он составляет около 0,16% состава. Остальное — это углекислый газ (95%), азот (2,6%) и аргон (1,6%). MOXIE собирает именно CO2, затем расщепляет его, сохраняет кислород и выделяет угарный газ.
Эксперимент размещен внутри марсохода Perseverance и имеет размеры примерно с тостер и массу 17 кг. Для осуществления такого преобразования он использует твердооксидный электролиз, сжимая и нагревая собранную марсианскую атмосферу. Этот процесс требует особо высоких температур - до 800 C°. Поэтому вся конструкция MOXIE тщательно продумана, чтобы выдержать такие температуры и максимально изолировать себя от остальных частей марсохода. Некоторые компоненты изготовлены из никелевого сплава, который поддерживает как нагрев, так и охлаждение собираемых газов. Также имеется внешнее золотое покрытие для отражения инфракрасного излучения.
По расчетам NASA, для того чтобы покинуть Марс, четырем космонавтам потребуется около 7000 кг ракетного топлива и 25000 кг кислорода. В свою очередь, для годичного пребывания на планете астронавтам потребуется около одной тонны кислорода.