為未來火星發射鋪路:「毅力號」將在紅色星球表面展開制氧試驗

2020-12-03 cnBeta

據外媒報導，等到2021年2月18日，當NASA的「毅力號」漫遊者著陸在Jezero隕石坑時它將攜帶一項實驗--試圖將大氣中的二氧化碳轉化為寶貴的氧氣。這樣未來的火星載人任務就可能利用這種轉化氧來製造燃料，以此在火星表面發射返回火箭。

將材料發射到太空是一項異常困難和昂貴的任務，每一磅貨物發射到軌道的費用約要1萬美元。為了節省成本並使探索火星的宏偉目標更加現實，NASA及其合作夥伴正在探索各種方法從而使得未來的太空人能利用這顆紅色星球的原生資源生存下來並最終返回地球。

我們知道，太空人探索火星所需要的最重要的資源之一就是氧氣。這種珍貴的氣體有著多種用途。最明顯的是，太空人需要新鮮氧氣來呼吸，與此同時它也是合成火箭燃料的關鍵成分，火箭返回地球時需要這種燃料。

NASA的「毅力號」將利用其Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment(MOXIE)儀器測試降落到火星表面後在火星上製造氧氣的可行性。

跟地球的大氣層相比，火星的大氣層非常稀薄，其中95%都是由二氧化碳。

MOXIE這個烤麵包機大小的儀器被設計用來使用氣泵從大氣中吸入大量的二氧化碳，然後用電化學方法將溫室氣體分離成其組成部分，即每個分子可產生兩個氧原子和一個碳原子。然後再對實驗結果進行分析以測定產生的氧氣的純度和數量。

NASA噴氣推進實驗室MOXIE系統工程師Asad Aboobaker介紹稱：「MOXIE每小時能製造6到10克氧氣--僅夠一隻小狗呼吸。製造（返航推進劑）的全尺寸系統需要將產氧量提高到MOXIE能生產的約200倍。」

另外，這一過程需要在高溫下運行，準確地說，要達到1470華氏度（800攝氏度），其要求儀器由耐熱材料製成--包括3D列印的合金元素。盒子形狀的實驗裝置還被鍍上了一層金以保護漫遊者的其餘部分不受氧氣生成過程中產生的紅外輻射的影響。

「毅力號」科學團隊預計將在兩年的時間裡運行MOXIE 10次，在這個過程中，他們將測試該實驗在火星不同季節從大氣中獲取氧氣的效率。

目前，科學家們正在研製一套全尺寸的MOXIE氧氣提取器，它將比「毅力號」實驗所採用的的儀器要大得多，重達2200磅（1000公斤）。

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