Експеримент, проведений на Марсі, показав, що з тонкої марсіанської атмосфери можна витягти придатний для дихання кисень. Зі свого маленького будинку в череві марсохода NASA Perseverance експеримент розміром з портфель Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization (ISRU) (MOXIE) неодноразово розщеплює молекули марсіанського повітря, щоб створити невелику, але постійну подачу кисню. Тепер MOXIE збирається піти на пенсію після добре виконаної роботи.
«Вражаюча продуктивність MOXIE показує, що можливо отримати кисень з атмосфери Марса – кисень, який міг би допомогти постачати повітря, придатне для дихання, або ракетне паливо для майбутніх астронавтів», – каже заступник адміністратора NASA Пем Мелрой.
«Розробка технологій, які дозволяють нам використовувати ресурси Місяця та Марса, має вирішальне значення для створення довгострокової присутності на Місяці, створення надійної місячної економіки та дозволить нам підтримати початкову кампанію дослідження Марса людиною».
Експеримент MOXIE, розроблений вченими Массачусетського технологічного інституту, триває з моменту приземлення Perseverance на Марс у лютому 2021 року. Не постійно; оператори тут, на Землі, надіслали команди MOXIE, щоб побачити, як він працює з часом за різних марсіанських умов.
З того часу, за 16 запусків, MOXIE виробив загалом 122 грами кисню. Цього, за словами NASA, достатньо, щоб маленька собака дихала протягом 10 годин або людина протягом 4 годин. Він працює шляхом електролізу, використовуючи струм для електрохімічного розщеплення вуглекислого газу на його складові атоми. MOXIE втягує марсіанське повітря через фільтр, який очищає його. Потім це очищене марсіанське повітря стискається, нагрівається та направляється через твердооксидний електролізер (SOXE). Електролізер розщеплює вуглекислий газ на оксид вуглецю та іони кисню.
Чадний газ виділяється, але атоми кисню рекомбінуються в O2, або молекулярний кисень; такий, який нам потрібен, щоб вижити. Цей газ потім вимірюється на кількість і чистоту перед тим, як знову вийти назовні. Кожен запуск займає кілька годин. Після кількох годин прогрівання MOXIE збирає кисень протягом 1 години на експеримент, після чого настає період вимкнення. За цю годину роботи MOXIE розрахований на вироблення до 10 грамів – приблизно 20 хвилин кисню для дихання для одного астронавта.
Принаймні так на папері. Скільки йому вдалося виробити, різнилося; під час свого шістнадцятого запуску, 7 серпня, MOXIE витягнув близько 9,8 грама кисню для дихання, що було досить близько до поставленої мети. Це показує, що, незважаючи на тонку й розріджену марсіанську атмосферу, вона може давати запас кисню.
Навіть у найгіршому випадку такий пристрій, як MOXIE, зможе доповнити інші запаси кисню, зменшуючи кількість вантажу, який потрібно переправляти із Землі.
Але завдяки тому, що вони дізналися від MOXIE, дослідники під керівництвом фізика та головного дослідника MOXIE Майкла Хехта з Массачусетського технологічного інституту вважають, що вони зможуть розробити повномасштабну систему, включаючи нову та вдосконалену версію пристрою для вилучення кисню, засобу для зрідження цього газу, і спосіб зберігання рідини.
Майбутнім марсіанським дослідникам знадобиться вся допомога, яку вони можуть отримати, щоб стати самодостатніми. Між потребами в диханні команди астронавтів, які живуть на Марсі протягом року, і рідинним паливом, необхідним для живлення космічного корабля, буде потрібно близько 500 метричних тонн кисню.
Однак доведеться почекати. Є багато проблем, які необхідно перевірити та вирішити, перш ніж люди спробують довго залишитися на червоній планеті. Кисень – лише один із них.
«Ми повинні прийняти рішення щодо того, які речі потрібно перевірити на Марсі», — каже Гехт. «Я думаю, що в цьому списку багато технологій; я дуже радий, що MOXIE була першою». Джерело