Експеримент, проведений на Марсі, показав, що з розрідженої марсіанської атмосфери можна видобувати придатний для дихання кисень.
Зі своєї маленької домівки в череві марсохода НАСА “Персеверанс” експеримент з видобутку кисню на Марсі (MOXIE), розміром з портфель, неодноразово розщеплював молекули марсіанського повітря, щоб отримати невеликий, але стабільний запас кисню.
Зараз MOXIE готується до завершення своєї роботи, після того, як він добре попрацював.
“Вражаючі результати роботи MOXIE показують, що видобуток кисню з атмосфери Марса можливий – кисню, який може допомогти забезпечити майбутніх астронавтів придатним для дихання повітрям або ракетним паливом”, – говорить заступник адміністратора NASA Пем Мелрой.
“Розробка технологій, які дозволять нам використовувати ресурси Місяця і Марса, має вирішальне значення для забезпечення довгострокової присутності на Місяці, створення потужної місячної економіки і підтримки початкової дослідницької кампанії на Марсі”.
MOXIE встановлюється в Perseverance перед початком місії. (NASA/JPL-Caltech)
Експеримент MOXIE, розроблений вченими Массачусетського технологічного інституту, триває відтоді, як Perseverance приземлився на Марсі в лютому 2021 року. Не безперервно; оператори на Землі надсилали MOXIE команди, щоб побачити, як він працює з часом у різних марсіанських умовах.
Відтоді, за 16 запусків, MOXIE виробив загалом 122 грами кисню. Цього, за словами NASA, приблизно достатньо, щоб підтримувати дихання маленького собаки протягом 10 годин – або людини протягом 4 годин.
Він працює за допомогою електролізу, використовуючи струм для електрохімічного розщеплення вуглекислого газу на складові атоми. MOXIE всмоктує марсіанське повітря через фільтр, який очищує його. Потім очищене марсіанське повітря стискається, нагрівається і направляється через електролізер твердого оксиду (SOXE). Електролізер розщеплює вуглекислий газ на монооксид вуглецю та іони кисню.
Чадний газ випускається, а атоми кисню рекомбінуються в O2, або молекулярний кисень, необхідний нам для виживання. Потім цей газ вимірюється на кількість і чистоту перед тим, як знову випускається назовні.
Кожен запуск триває кілька годин. Після кількох годин прогріву MOXIE збирає кисень протягом 1 години для кожного експерименту, а потім вимикається. За годину роботи MOXIE виробляє до 10 грамів – приблизно 20 хвилин придатного для дихання кисню для одного астронавта.
Принаймні на папері. Скільки насправді вдалося виробити, варіювалося; під час свого шістнадцятого запуску, 7 серпня, MOXIE видобув близько 9,8 грамів придатного для дихання кисню, що було досить близько до його мети. Це свідчить про те, що якою б тонкою і неміцною не була марсіанська атмосфера, вона може давати запас кисню.
Селфі, зроблене Perseverance на Марсі у вересні 2021 року. (NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Навіть у найгіршому випадку такий пристрій, як MOXIE, зможе доповнити інші джерела постачання кисню, зменшивши кількість вантажу, який потрібно буде переправляти з Землі.
Але з тим, що вони дізналися від MOXIE, дослідники під керівництвом фізика і головного дослідника MOXIE Майкла Хехта з Массачусетського технологічного інституту вважають, що вони можуть розробити повномасштабну систему, яка включатиме нову вдосконалену версію пристрою для видобутку кисню, засоби для зрідження газу і спосіб зберігання рідини.
Майбутнім марсіанським дослідникам знадобиться будь-яка допомога, щоб стати самодостатніми. Для дихання команди астронавтів, які житимуть на Марсі протягом року, та рідкого палива, необхідного для живлення космічного корабля, знадобиться близько 500 метричних тонн кисню.
Але з цим доведеться почекати. Існує багато проблем, які необхідно протестувати і вирішити, перш ніж люди спробують надовго затриматись на Червоній планеті. Кисень – лише одна з них.
“Ми повинні прийняти рішення про те, які речі потрібно перевірити на Марсі, – каже Хехт. “Я думаю, що в цьому списку є багато технологій; я дуже радий, що MOXIE була першою”.
Стаття про перші 7 запусків MOXIE була опублікована в журналі Science Advances минулого року.
