Превращение марсианского воздуха в кислород: успешно проведенная операция для Perseverance!
Получение кислорода из марсианской атмосферы: именно этим занимается Moxie, прибор на борту Perseverance, с тех пор как ровер прибыл на Марс в феврале 2021 года. В течение последнего года ученые проверяли способность системы выдерживать самые разные условия окружающей среды на планете. Успешная операция, знаменующая еще один шаг на пути к освоению планеты человеком.
В течение последних 18 месяцев Perseverance бродил по марсианскому грунту, неся на себе целый ряд инструментов и экспериментального оборудования. Среди них — небольшой ящик под названием Moxie, что расшифровывается как Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment. Инструмент Moxie, безусловно, остался незамеченным на фоне новых открытий, сделанных марсоходом НАСА. Однако его роль крайне важна для подготовки потенциальной пилотируемой миссии на Красную планету. Хотя отсутствие свободного кислорода в атмосфере Марса не мешает работе Perseverance, это не относится к будущим космонавтам, которым потребуется значительный запас кислорода для жизни на поверхности планеты в течение нескольких месяцев.
Кислород, необходимый элемент для подготовки будущих пилотируемых миссий
Исходя из этого, возможны два варианта: импортировать кислород с Земли или производить его непосредственно на Марсе. Поскольку первое решение требует больших затрат в плане пространства и топлива, ученые из Массачусетского технологического института (MIT) рассмотрели второй вариант. Так Moxie стала частью Perseverance.
Сразу после приземления небольшой прибор начал работать и вырабатывать кислород из марсианской атмосферы, богатой CO2. Результаты быстро оказались весьма многообещающими. Однако систему еще предстояло испытать в течение длительного времени, а также в сильно меняющихся атмосферных условиях. Марсианская атмосфера подвержена значительным колебаниям, особенно температуры и плотности, особенно между днем и ночью, а также между различными сезонами. В течение года плотность воздуха может меняться в 2 раза, а температура — на 100 °C.
Оптимальная работа в любое время года
Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, подводит итоги этих 18 месяцев работы. И надо сказать, что Moxie добилась немалых успехов. Во время каждого испытания прибор достигал своей цели — производить шесть граммов чистого кислорода в час, что эквивалентно количеству, производимому небольшим деревом на Земле.
Однако было неясно, сможет ли Moxie выдержать тепловой стресс, накладываемый на него планетой, и оптимально функционировать во все времена года.
Теперь цель состоит в том, чтобы довести производство кислорода до максимума во время марсианской весны, а также проверить работу устройства на рассвете и в сумерках - в два времени суток, когда температура быстро и заметно меняется.
Более крупномасштабное производство в преддверии будущей пилотируемой миссии
Если последние испытания окажутся убедительными, эту систему можно будет использовать в гораздо больших масштабах и непрерывно производить кислород до прибытия пилотируемой миссии. Цель состоит в том, чтобы произвести столько же, сколько несколько сотен деревьев. Это позволит не только обеспечить потребности космонавтов, но и заполнить баки для их возвращения на Землю.
Этот эксперимент особенно примечателен тем, что это первое использование марсианских ресурсов in situ. Это первый опыт, который может проложить путь к использованию других материалов с планеты для поддержания жизни космонавтов на поверхности Марса.