„Historická“ krabice na Marsu vyrábí kyslík rychlostí jednoho stromu

Když robotická sonda NASA loni odletěla na Mars, přinesla s sebou malou zlatou krabičku nazvanou MOXIE, aby mohla experimentovat s využitím zdrojů kyslíku na Marsu.

Od té doby MOXIE vyrábí kyslík z řídkého marťanského vzduchu.

A ve středu ve Science Advances tým stojící za tímto podivným nástrojem potvrdil, že MOXIE funguje tak dobře, že jeho produkce kyslíku je srovnatelná s mírnou produkcí pozemského stromu.

Do konce roku 2021 rozsáhlá data ukázala, že MOXIE během sedmi samostatných experimentálních cyklů, stejně jako za různých povětrnostních podmínek, úspěšně dosáhla svého cílového výkonu kyslíku 6 gramů za hodinu. To zahrnuje den a noc, různá roční období na Marsu a další podobné věci.

„Jediná věc, kterou jsme neukázali, je běh za úsvitu nebo za soumraku, kdy se teplota dramaticky mění,“ řekl Michael Hecht, hlavní vyšetřovatel mise MOXIE na Haystack Observatory MIT. Řekl to v tiskové zprávě. „Máme to opravdu v rukávu, co nám to umožňuje, a jakmile to otestujeme v laboratoři, můžeme dosáhnout tohoto posledního milníku, abychom ukázali, že můžeme opravdu běžet kdykoli.“

Pro vědce a vesmírné agentury je obzvláště vzrušující, že příslib MOXIE je silný, protože se rýsují navrhované časové osy pro mise na Mars s astronauty, aby se naučili, jak v budoucnu udržet vesmírné průzkumníky na Rudé planetě v bezpečí.

Zdá se, že cílem generálního ředitele SpaceX Elona Muska přistání lidí na Marsu je například rok 2029 a cíl NASA. Nadcházející mise Artemis I Moon Jeho cílem je připravit cestu pro lety na Mars Plánováno ve třicátých nebo čtyřicátých letech dvacátého století. „Abychom podpořili lidskou misi na Mars, musíme ze Země přivézt spoustu věcí, jako jsou počítače, skafandry a stanoviště,“ uvedl v tiskové zprávě Jeffrey Hoffman, zástupce hlavního výzkumníka MOXIE a profesor na MIT. „Ale hloupý starý kyslík? Jestli se tam můžeš dostat, jdi ho najít – jsi daleko před hrou.“

V současné době je MOXIE docela malý (v podstatě velikost toustovače), ale to je pravděpodobně dobře. To znamená, že pokud vědci nějak zvětší objem zdobené kostky, MOXIE dokáže vyprodukovat více než šest gramů kyslíku za hodinu.

„Naučili jsme se ohromné ​​množství, které povede budoucí systémy ve větším měřítku,“ řekl Hecht.

Vědci říkají, že jednoho dne by to mohlo nakonec produkovat kyslík rychlostí několika stovek stromů, a tak udržet astronauty, jakmile dosáhnou Marsu, a pohánět rakety, které vyžadují prvek života, aby se posádka vrátila na Zemi.

„Astronauti, kteří stráví rok na povrchu, mohou mezi sebou použít jednu metrickou tunu,“ uvedl Hecht v loňské tiskové zprávě NASA. Ale, Podle vesmírné agenturyDostat čtyři astronauty z povrchu Marsu na budoucí misi by vyžadovalo zhruba 15 000 liber (7 metrických tun) raketového paliva a 55 000 liber (25 metrických tun) kyslíku. Získání veškerého tohoto kyslíku ze Země by bylo neúměrně drahé a neefektivní.

Proč tedy, říká Hoffman, nevyprodukovat veškerý kyslík na samotné vyprahlé planetě?

Jak MOXIE funguje?

Na Marsu MOXIE aktivně přeměňuje oxid uhličitý v atmosféře Marsu – kde tento prvek tvoří neuvěřitelných 96 % – na dýchatelný kyslík.

Trochu chemie 101 je, že molekuly oxidu uhličitého se skládají z jednoho atomu uhlíku a dvou atomů kyslíku. Tyto malé kousky jsou v podstatě slepené dohromady. Ale nástroj uvnitř MOXIE, nazývaný elektrolyzér pevných oxidů, může sbírat fragmenty kyslíku uvnitř molekul oxidu uhličitého, o které se vědci zajímají. Po dokončení jsou všechny plovoucí molekuly kyslíku rekombinovány do O2, známého také jako dva atomy kyslíku, lépe známého jako typ kyslíku, který známe a milujeme.

Vím, že je to jinak, ale pořád přemýšlím o tom, že by to udělal WALL-E od Pixaru. Takže, jak říká wal-e: Ta-da!

„Toto je první ukázka skutečného využití zdrojů na povrchu jiného planetárního tělesa a jejich chemické přeměny na něco, co by mohlo být užitečné pro lidskou misi,“ řekl Hoffman. „V tomto smyslu je to historické.“

Celý proces vyžaduje použití super tepla – teploty dosahují kolem 1470 stupňů Fahrenheita (800 stupňů Celsia) – což dává MOXIE jeho výrazný zlatý povlak.

Stejně jako u vlajkové lodi NASA Jamese Webba Space Telescope, MOXIE musí být chráněn před infračerveným teplem, protože pracuje se stejným teplem. Zlacení dělá právě to a ve skutečnosti jsou zrcadla JWST pozlacená také z přesného důvodu.

Dále má tým MOXIE v úmyslu prokázat, že MOXIE funguje dobře i za intenzivnějších podmínek, jako je nadcházející běh, ke kterému dojde během „nejvyšší intenzity roku,“ řekl Hecht. „Všechno nastavíme tak vysoko, jak si troufáme, a necháme to běžet co nejdéle.“