一个名为“Moxie”的流浪者仪器成功地从火星氛围中提取了氧气。技术示范是展示人类可以在火星上生活(和呼吸)的第一步。

这项成就的核心在于将二氧化碳(火星上的一种丰富分子)分解成一氧化碳2的组分部件:氧气。

在这方面4月20日晚上的第一次操作,火星氧气原位资源利用实验,或勇气这个星球的大气中95%是二氧化碳,产生不到6克的氧气——宇航员大约需要10分钟的呼吸时间。

MOXIE可以每小时产生10克氧气。

“在火星表面生活一年的宇航员可能需要用1吨的重量来呼吸,”Moxie的主要调查员和MIT研究员Michael Hecht

赫克特补充说,然而,与NASA在火星上结束停留后用火箭将宇航员发射出火星所需的25吨氧气相比,一吨的氧气就显得微不足道了。

Moxie如何工作

这个金色的盒子形状的仪器,足够小,可以放进“毅力”号漫游者中,它执行一种叫做固体氧化物电解的过程。通过电解,MOXIE从CO中剥离氧原子2分子,将一氧化碳废品释放到火星大气中。

co.2采集和压缩(CAC)系统的过滤器从探测器外部吸收火星大气。CAC也给CO加压2气体,〜1气氛,或每平方英寸的压力为5至10磅。

然后将加压空气注入固体氧化物电解池(SOXE)。电解槽用电化学的方法将阴极处的空气分离,产生纯氧2在阳极上,相当于燃料电池反向运行的过程。

转换过程需要高温,特别是1470华氏度(800摄氏度)。这就意味着MOXIE必须应对这种压力。

该系统的热隔离系统预热气体进入并冷却气体出门。

Moxie采用3D印刷镍合金零件,可管理气体的极端温度。此外,Moxie的薄金涂层反映了避免悬臂漫游者的红外热量。

该技术还能分析O2排气和陪伴2/ CO排气流,以验证生产率和纯度。通过膜的带电离子导致电流完全相等,与电源提供的电子电流相反。测量该电流允许精确确定氧气产生速度。

Moxie于2月18日成功地触及了毅力。最后一周的示范履行了NASA的目标,确认仪器在距离地球的七个月之旅中幸存下来。

该仪器预计将在未来两年内或一年的一年内收入至少9次氧气。

根据努力的团队yabovip16.com通过电子邮件。

在下面的问答,Hecht在任何人对火星深呼吸时需要发生的事情。

yabovip16.com:你很快就会想到“在火星上生活”,莫西地在那个愿景中发挥着什么作用?

迈克尔•赫克特: 很难说。在悲观方面,美国宇航局一直在长期以来一直在15年内举行人类使命的人类使命的前景,自20世纪90年代以来,我的个人经验,可能一直回到了冯布劳恩时代。但我认为,最后的前景是真实的,艾灸的投资就是证据。也许它不会在15年内很快,但即使在68岁时,我也希望我能看到它。虽然我们可能会在不使用本机资源的情况下将其移开,但它将是一个非常剥离的使命。所以我非常相信“生活离开土地”将甚至是第一个人类使命携手共进。

Moxie组件,包括Soxe和Drococooler
Moxie的组件(图片信用:美国宇航局)

yabovip16.com你能告诉我4月20日的测试和你的反应吗?

迈克尔•赫克特:就像我们在火星上所做的一切,我们一直在培训和练习和练习和排练和测试并模拟很长一段时间。自2月18日登陆以来,我们已经测试了每一个Moxie功能和子系统,除了将它放在一起制作氧气,所以我们非常有信心,但仍然焦虑。

大型揭露应该是周二晚上9:36的东部时间,大概是我们50人或更多的人,从运营团队到坚持不懈的管理,对项目的朋友和校友,几乎集群围绕着一个勇敢的研究生,Maya Nasr,它的工作是在收到数据时解开数据并通过地块和结果行走我们。

9:36来了,然后上午10:00,然后是10:30,仍然没有数据。

一直到项目经理都接到了疯狂的电话,试图弄清楚到底发生了什么,我们几乎都放弃了,直到晚上11点左右,在没有任何警告的情况下,电话开始源源不断地打来。一个接一个的情节表现得如此完美,以至于很难区分数据和模拟。我们感觉如何?好吧,我们可能在火星上制造氧气,但感觉就像我们在地球上都受到了它的打击!

yabovip16.com关于实用性的几个问题:你设想发送一个一吨重的版本吗?它要多大才能产生大量的氧气呢?

迈克尔•赫克特:大多数用于将MARS的大多数架构都在船员实际启动之前18-20个月内预先部署所有必需品。1吨Moxie将是其中的一部分,但真正关键的作品将是25-30千瓦的电力系统,将为Moxie提供动力,并且当宇航员到达时,生命支持系统。

其他关键件将是栖息地,上升车辆(带空的氧气罐),以启动他们的旅程回家的宇航员,以及车辆让他们旅行。Moxie的主要工作是填充氧气罐中的上升火箭,但其中一些氧也将用于补充船员的供应。

经过2小时的热身,MOXIE开始以每小时6克的速度产生氧气。为了评估仪器的状态,该速率在运行过程中降低了两次(标记为“电流扫描”)。在一个小时的操作后,产生的总氧约为5.4克,足以让宇航员保持健康大约10分钟的正常活动。(图片来源:MIT Haystack天文台)

yabovip16.com:你如何加热这个尺寸的东西到800摄氏度?您如何设想储存大量氧气?这项技术是否有曾经在地球上的任何地方进行过尝试?

迈克尔•赫克特:加热实际上是大量的东西更容易:你只是把整个东西放在烤箱里并均匀加热。系统这尺寸已经建立在地球上,事实上,Bloom Energy操作大型固体氧化物燃料电池厂在Caltech,在比Moxie更高的温度下运行。固体氧化物燃料电池和电解系统是非常相似的技术。

yabovip16.com:将是CO2在大气中被自然过程所取代?如何处理一氧化碳排放?火星氛围有什么影响?

迈克尔•赫克特我们在地球上一直在产生一氧化碳——诀窍是不要让它堆积在我们的地下室里!它最终会还原为二氧化碳,对大气没有任何影响。但比在火星上释放它更好的方法是将其储存起来作为燃料使用。对于火箭来说,它不是一种很好的燃料,但对于地表运载工具,甚至是在火箭喷气机上进行长距离跳跃的“跳跃者”来说,它就足够了。

yabovip16.com:可以使用氧气可以作为氧气来源吗?Moxie旨在处理从糖石和大气层的氧气检索吗?

迈克尔•赫克特在没有大气的月球上,风化层可能是氧气的来源。提取过程可能仍然是电化学的,但需要熔化岩石。不过,火星提供了更简单的选择。例如,风化层中有足够的水(通常是百分之几),可以通过加热、收集和电解分离成氢和氧。或者冰可以从北极地区的永久冻土层中回收。高氯酸盐,克罗4它占土壤的近1%,同时也是能量和氧气的来源。

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