Близо 55 милиона километра от Земята, на червената и прашна повърхност на Марс, инструмент с размерите на микровълнова печка доказва, че може надеждно да върши работата на малко дърво.
Експеримент за използване на кислородни ресурси на място (The MITръководен от Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), или MOXIE, проведен от MIT и NASA, успешно произвежда кислород от богатата на въглероден диоксид атмосфера на Червената планета от април 2021 г. Това става около два месеца след като кацна на повърхността на Марс като част от мисиите Perseverance и Mars 2020 на НАСА.
В проучване, публикувано вчера в списание Science Advances, изследователите съобщават, че до края на 2021 г. MOXIE е успял да произведе кислород в седем експериментални серии. Те са проведени при различни атмосферни условия, включително ден и нощ, както и през различни марсиански сезони. Във всеки експериментален цикъл устройството постигна целта си да произведе 6 g кислород на час. Това е приблизително скоростта на малко дърво на Земята.
Учените предполагат, че увеличена версия на MOXIE може да бъде изпратена на Марс преди човешка мисия, където може непрекъснато да произвежда кислород в размер на няколкостотин дървета. При тази мощност системата ще трябва да произведе достатъчно кислород, за да поддържа хората, след като пристигнат, както и да презареди гориво в ракетата, за да върне астронавтите обратно на Земята. Непрекъснатото производство на MOXIE все още е обещаваща първа стъпка към тази цел.
„Научихме огромно количество информация, която ще информира бъдещите системи в по-голям мащаб“, казва Майкъл Хехт, главен изследовател на мисията MOXIE в обсерваторията Haystack на MIT.
Производството на кислород на MOXIE на Марс е и първата демонстрация на „използване на ресурси in situ“. Това е идеята за събиране и използване на суровините на планетата (в този случай въглеродния диоксид на Марс) за производство на ресурси (като кислород), които иначе би трябвало да бъдат транспортирани от Земята.
„Това е първата демонстрация на действително вземане на ресурси на повърхността на друго планетарно тяло и химическото им превръщане в нещо, което би било полезно за човешка мисия“, казва заместник-главният изследовател на MOXIE Джефри Хофман.
Текущата версия на MOXIE е достатъчно малка, за да се побере на борда на марсохода Perseverance. Той е създаден да работи за кратки периоди от време, като се включва и изключва при всяко изстрелване, в зависимост от графика за изследване на марсохода и отговорностите на мисията. За разлика от това, пълномащабна кислородна инсталация за Марс би включвала по-големи единици, които в идеалния случай биха работили непрекъснато.
Въпреки необходимите ограничения на настоящия дизайн на MOXIE, устройството показа, че може ефективно и надеждно да преобразува марсианската атмосфера в чист кислород. Той прави това, като първо вдишва марсиански въздух през филтър, който го почиства от замърсители. След това въздухът се подлага на налягане и преминава през електролизатор с твърд оксид (SOXE). Проектирано и произведено от OxEon Energy, това устройство електрохимично разделя богатия на въглероден диоксид въздух на кислородни йони и въглероден оксид.
След това кислородните йони се освобождават и рекомбинират, за да образуват годен за дишане молекулярен кислород. След това MOXIE измерва количеството и чистотата на този продукт, преди да го пусне обратно във въздуха заедно с въглероден окис и други атмосферни газове.
Откакто марсоходът кацна през февруари 2021 г., инженерите на MOXIE изстреляха инструмента седем пъти през марсианската година. Всеки път са необходими няколко часа за загряване, след това още един час за производство на кислород, преди да се изключи отново. Всяко изстрелване беше насрочено за различно време на деня или нощта и по различно време на годината, за да се провери дали MOXIE може да се адаптира към променящите се атмосферни условия на планетата.
„Атмосферата на Марс е много по-променлива от тази на Земята“, отбелязва Хофман. „Плътността на въздуха може да се удвои през годината, а температурата да се промени със 100°. Една от целите е да покажем, че може да работи по всяко време на годината“.
Засега MOXIE демонстрира, че може да произвежда кислород почти по всяко време на марсианския ден или сезон.
Можете да помогнете на Украйна да се бори срещу руските нашественици, най-добрият начин да направите това е да дарите средства на въоръжените сили на Украйна чрез Savelife или през официалната страница НБУ.
Също интересно:
- Новата карта на водните ресурси на Марс ще бъде безценна за бъдещи изследвания
- Вашето тяло ще се промени, докато стигнете до Марс