前几天,机智号微型直升机在火星地表顺利展开首飞、创下人类航天技术里程碑,但其实NASA这趟任务准备的实验可不只一个。毅力号火星车身上7项科学仪器之一“火星氧气ISRU实验仪(MOXIE)”,近日也成功在火星上制备出氧气创下历史性成就,为将来的当地燃料补充设备打下基石。
自今年2月登陆火星耶泽罗撞击坑以来,NASA最新型火星车毅力号(Perseverance)已发回不少捷报,先是原本锁在火星车身上的机智号微型直升机顺利脱离、独自渡过火星寒冷的夜晚、通过一系列测试、最终顺利展开首飞,再到毅力号的火星氧气ISRU实验仪(MOXIE)现在也成功从火星稀薄的大气中产生少量氧气。
二氧化碳是构成火星大气中约95%的气体,氧气仅含0.13%,若将来人类要驻扎火星出任务,势必得尝试从火星大气尽力汲取氧气,甚至连返程火箭燃料最好都取之当地,毕竟要从火星带回4名宇航员的话需准备7吨燃料和25吨氧化剂,而比起氢气和甲烷等燃料,氧气众多了,要将大量氧气从地球送到火星的成本过于高昂,因此NASA最希望能直接在火星制氧以供回程使用。
毅力号科学仪器。 (Source:NASA)
MOXIE就是用于探索二氧化碳转化技术的实验科学仪器。它的大小与汽车电池相当,每一次实验都约持续生产1小时氧气,如果顺利运行,未来用来支持人类在火星上执行任务的制氧机必须比这台仪器大100倍。
制氧方式与电解水过程类似。先从吸收二氧化碳开始,MOXIE内部会压缩并过滤二氧化碳以除去杂质,接着流过陶瓷表面以分离为氧气和一氧化碳,最后一氧化碳排回大气中。在MOXIE运行之后,团队分析了仪器收集的氧气纯度,初步结果表明所得几乎是100%纯氧,并且在1小时内产生5.4g氧气;而由于店员限制,最大产量约每小时12 g,和一棵大树行光合作用的产量差不多。
MOXIE首次尝试便往正确方向迈进一步,让我们更接近殖民火星任务的愿景,科学家接下来要做的事情就是开发比MOXIE仪器还要大百倍的设备,这可能需要核子反应炉供电。
文章来源:《探索科学》 网址: http://www.tskxzzs.cn/zonghexinwen/2021/0423/1594.html