С 2021 года на Марсе работает эксперимент NASA MOXI, установленный на борту марсохода Perseverance. Прибор MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilisation Experiment) производит кислород на планете Марс и впервые сделал это в апреле 2021 года. 7 сентября NASA сообщило, что прибор был включен последний раз и произвел 9,8 грамма кислорода.
Испытания MOXIE показали возможность производства кислорода на Марсе, что важно для будущих исследований планеты. За время миссии аппарат был запущен 16 раз и выделил 122 грамма кислорода. Согласно JPL, это эквивалентно количеству кислорода, которое потребляет небольшая собака в течение 12 часов.
При наивысшей производительности MOXIE вырабатывал 12 граммов кислорода за час работы, что указывает на возможность обеспечения космонавтов кислородом при параллельном и оптимизированном использовании технологии. Производство превысило начальную заявку NASA более чем вдвое.
После завершения эксперимента NASA разрабатывает усовершенствованную версию MOXIE 2.0, способную добывать, сжимать и хранить кислород. Получение кислорода на Марсе понадобится не только для выживания астронавтов, но и для питания ракет, которые доставят их на Землю.
В этой области возникнет наибольший спрос. Прибор, подобный MOXIE, но большего размера, может вырабатывать около килограмма кислорода в час при массе одной тонны. За три земных года такой прибор произведет 25 тонн кислорода. Для сокращения этого срока до шести месяцев понадобится пять-шесть таких приборов.
Как работает MOXIE?
Прибор MOXIE не извлекает кислород из марсианской атмосферы, где он составляет около 0,16% состава. Остальное — углекислый газ (95%), азот (2,6%) и аргон (1,6%). MOXIE собирает CO2, затем расщепляет его, сохраняет кислород и выделяет угарный газ.
Эксперимент MOXIE размещён внутри марсохода Perseverance и по размеру напоминает тостер весом 17 кг. Для преобразования атмосферы Марса в кислород он использует твердооксидный электролиз, сжимая и нагревая её до 800 °С. Строительство MOXIE предусматривает высокую температуру. В конструкции использованы компоненты из никелевого сплава для поддержания нагрева и охлаждения собираемых газов. Покрытие из золота отражает инфракрасное излучение.
По расчётам NASA, чтобы покинуть Марс четырём космонавтам понадобится примерно семь тысяч килограммов ракетного топлива и двадцать пять тысяч килограммов кислорода. Для годового проживания на планете астронавтам нужно около тонны кислорода.