Прибор MOXIE на марсоходе Perseverance добыл впервые пять граммов кислорода из атмосферы Марса. Это ещё один важный этап освоения космоса, но как извлекать кислород из атмосферы, где его мало? Действительно, только 0,16% марсианской атмосферы представляет собой кислород (точнее, O₂). 2).
Инструмент НАСА, впервые запущенный 20 апреля, собрал углекислый газ (CO2), составляющий 96% марсианской атмосферы. MOXIE разрушил CO2, производя кислород и выделяя окись углерода в атмосферу Марса. Эксперимент, подобно вертолету Ingenuity, является технологическим демонстратором, а не научным экспериментом.
Как работает MOXIE
Эксперимент MOXIE размещается внутри марсохода Perseverance, его размер сравним с тостером, а вес составляет 17 килограммов. Цель – преобразование двуокиси углерода в кислород и окись углерода: первый хранится, второй выбрасывается в атмосферу. При первой активации MOXIE произвели 5.37 грамма кислорода, что эквивалентно примерно десяти минутам вдыхаемого воздуха. MOXIE рассчитан на производство до десяти граммов кислорода в час.
Для осуществления преобразования он использует электролиз твердых оксидов, сжимая и нагревая атмосферу Марса. Этот процесс требует высоких температур, достигающих 800 °C. Поэтому вся конструкция MOXIE спроектирована так, чтобы выдерживать эти температуры и максимально изолировать их, чтобы не повредить марсоход Perseverance. Некоторые компоненты изготовлены из никелевого сплава, которые поддерживают как нагрев, так и охлаждение собранных газов. Также имеется внешнее золотое покрытие, отражающее инфракрасное излучение и предотвращающее облучение снаружи.
MOXIE теперь испытывать будут на трех этапах для проверки работоспособности в максимально широком диапазоне условий. Сначала проведут проверку состояния самого прибора и его работы, учитывая уже полученный результат – производство кислорода. Затем повторят тест в различных погодных условиях, таких как разное время суток или сезона года. На третьем, последнем этапе MOXIE доведут до предела, проверяя работоспособность при разных температурах.
Для чего нужен MOXIE?
MOXIE предназначена для того, чтобы показать, что из марсианской атмосферы можно получать кислород. В будущем кислород станет необходимым не только для жизни астронавтов на Марсе, но и для работы ракет. Для запуска с Марса нужно будет производить топливо непосредственно на планете.
По данным НАСА, четырем космонавтам понадобится примерно семь тысяч килограммов топлива и двадцать пять тысяч килограммов кислорода для возвращения с Марса. 25 тонн кислорода доставить на Марс напрямую с Земли маловероятно. Вместо этого, проживание на планете в течение года потребует от астронавтов потребления около тонны кислорода.
По этой причине НАСА размышляет о преемнике MOXIE, схожем эксперименте, но в большем объёме. Прибор весом в одну тонну может вырабатывать около 1 килограмма кислорода за час. Такой прибор смог бы произвести 25 тонн кислорода за три земных года. Достаточно пяти-шести таких устройств, чтобы сократить время до шести месяцев.