我們知道，火星離地球很遠，所以能夠在火星上製造出可呼吸的空氣，可以節省從地球上一路運送氧氣的費用和精力。
近日科學家發現了一種新方法，未來的火星探險者有可能自行產生氧氣。一個研究小組通過研究彗星發現了這種新的產氧反應。這些小的冰世界大多起源於太陽系的一個遙遠的區域，被稱為奧爾特雲，遠遠超出海王星的軌道。如果一顆彗星的軌道使它接近太陽，熱量開始將彗星冰推入太空。這種反應產生的長尾巴可以延伸數千英裡。希望這項技術有一天可能會幫助太空人探索紅色星球。
據了解，這個研究小組來自位於帕薩迪納的加州理工學院，他們發現了這種新的方法來解釋彗星如何產生分子氧，這是兩個氧原子結合在一起形成可呼吸的空氣。
目前一種已知的方法是通過動能。隨後升華彗星，這需要一個特殊的環境，在那裡太陽風可以將漂浮的水分子高速推進彗星表面。如果表面有含氧化合物，傾斜的水分子會把氧原子扯下來，產生分子氧。
而且二氧化碳含有一個碳原子和兩個氧原子，因此研究小組發現，分子氧也可以通過二氧化碳反應產生。加州理工學院博士後姚雲喜(音譯)和現任加州理工學院化學工程教授康斯坦蒂諾斯·賈皮斯通過將二氧化碳撞擊金箔，模擬了這種反應。由於金箔不能被氧化，它本身不應該產生任何分子氧。但當二氧化碳以高速傾斜進入金屬箔時，金箔表面會釋放出分子氧。
這意味著兩個氧原子來自同一個二氧化碳分子，以一種不同尋常的方式有效地將其分裂。為了更好地理解二氧化碳是如何分解成分子氧的，加州理工學院的化學教授湯姆·米勒和博士後菲利普·舒什科夫創建了一個計算機模擬程序。研究人員說，建立反應模型的一個挑戰是，反應分子非常「興奮」，這意味著它們以一種複雜的方式振動和旋轉。一般來說，受激發的分子會導致不尋常的化學反應，所以我們從這個開始。但是，令我們驚訝的是，激發態並沒有產生分子氧。相反，這種分子分解成其他產物。
相反，科學家們發現，這些極端「彎曲」的二氧化碳分子，即那些具有不同尋常幾何形狀的分子可以在不刺激二氧化碳的情況下生成。這反過來會產生氧氣。
當姚和賈皮斯把二氧化碳分子打碎成金箔時，他們給單個的二氧化碳分子充電，然後用電場加速它們。據專家表示，這個反應也可能以較慢的速度進行，這可以解釋為什麼火星大氣中有一些氧氣漂浮在高處。你可以以足夠的速度向一些二氧化碳扔出一塊石頭，然後達到同樣的效果。它的速度必須與彗星或小行星在太空中的速度相當。
以前，科學家們認為火星大氣中氧氣的微小濃度可能是在太陽紫外線照射到火星大氣中的二氧化碳分子後產生的。然而，該研究理論認為，火星上的氧氣也可以在塵埃粒子加速到大氣中的高速撞擊二氧化碳分子時產生。而且每100個二氧化碳分子中只有一兩個氧分子通過加速器。然而，研究小組認為，這項研究經過進一步改造可以為火星上的太空人創造可呼吸的空氣。在地球上，這個反應堆可能有助於將二氧化碳從大氣中提取出來，並將其轉化為氧氣。