Марсоход испытал систему жизнеобеспечения для собак, обеспечив кислородом на 10 часов

Новости МирТесен

Эксперимент MOXIE, являющийся частью научного оборудования марсохода Perseverance, успешно выполнил свою задачу на поверхности Марса. Этот аппарат представляет собой прототип технологии производства кислорода из атмосферы планеты, в основном состоящей из углекислого газа. Его эффективность значительно превысила установленный минимум почти в два раза, что указывает на наличие у потенциальных поселенцев Марса надежного метода получения воздуха для дыхания.

Уже более двух с половиной лет неустанно функционирующий марсоход Perseverance несет на борту не только инструменты для поиска следов внеземной жизни. Одна из четырех его главных задач — проверить ключевую технологию, необходимую для колонизации Марса.

Чтобы избежать транспортировки всего необходимого кислорода, перспективные миссии на Красную планету должны предусматривать его производство непосредственно на месте. Для этого марсоход был оборудован устройством Эксперимент по использованию местных ресурсов Марса для получения кислорода (MOXIE).

В прошлую среду Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США ( NASA) отчиталось об успешном выполнении этой задачи. Устройство MOXIE вновь активизировалось 7 августа, обеспечив получение 9.8 грамма кислорода. С момента приземления марсохода и начала его работы данный аппарат синтезировал в общей сложности 122 грамма кислорода.

Такого объема кислорода хватает для поддержания жизни небольшой собаке в течение десяти часов. Для взрослого человека, находящегося в состоянии полного расслабления, этого хватит приблизительно на три с половиной часа.

Нижняя граница эффективности, которую исследователи определили как критерий успешного выполнения задачи, MOXIE, — шесть граммов кислорода ежечасно. Этот показатель был превышен в два раза, достигнув максимальной производительности устройства. Хотя потенциально возможна и большая эффективность, ее демонстрация ограничена энергетическими возможностями марсохода. В момент наибольшей нагрузки MOXIE потребляет 300 ватт электроэнергии, которые ровер вынужден предварительно запасать в аккумуляторе, так как электрическая мощность радиоизотопного генератора Perseverance составляла 110 ватт на момент запуска и с тех пор только уменьшается.

Для выработки кислорода в MOXIEВ данном случае применяется метод высокотемпературного электролиза. Атмосферный воздух, содержащий девяносто пять процентов углекислого газа (а также азот и аргон), проходит через систему фильтрации для удаления частиц пыли. После этого с помощью винтового компрессора его давление увеличивается до атмосферного уровня.

На последующем этапе газообразные компоненты нагреваются примерно до 800 градусов Цельсия и направляются в электролизные камеры. Внутри этих камер, благодаря тепловому распаде и воздействию электрокатализатора, молекулы углекислого газа распадаются на угарный газ с высвобождением атомов кислорода.

Выделившиеся ионы кислорода, принимая электроны от катода, взаимодействуют со специальными керамическими пластинами, изготовленными из стабилизированных оксидов циркония и иттрия, содержащих скандий. Данный вид керамики характеризуется способностью проводить ионные потоки кислорода. Эти ионы перемещаются через пластины к аноду, где объединяются в молекулярный кислород. Полученный газ подвергается контролю качества (требуемая чистота – не менее 98%), после чего вместе с остатками CO₂ и CO выбрасывается обратно в атмосферу.

Успех MOXIE по праву можно считать важнейшей вехой в развитии технологий освоения других небесных тел. Это первый в истории эксперимент по выработке необходимых для жизнедеятельности человека ресурсов на другой планете. Кислород потребуется будущим колонистам не только для дыхания. Это также окислитель для ракет на обратную дорогу домой.

Результаты работы MOXIEЭто обеспечит оптимизацию применяемой технологии и создание комплексной системы поддержки функционирования. Согласно намеченному графику, последующая установка должна будет генерировать не менее двух килограммов кислорода ежечасно при расходе электроэнергии в диапазоне от 25 до 30 киловатт. После получения кислород не будет возвращаться в окружающую среду, а подвергнется хранению в жидкой форме.