Завдяки машині під назвою MOXIE, розміщеній на марсоході NASA Perseverance, тепер можна остаточно сказати, що люди зможуть виробляти кисень на Марсі. Такий висновок повідомили інженери в статті, опублікованій в Science Advances.
Сім годинних експериментів протягом 2021 року демонструють, що MOXIE може надійно перетворювати вуглекислий газ на кисень в обсягах, як невелике дерево. У випробуваннях, що охоплювали різні температури та тиски, вдень і вночі, взимку і влітку, машина постійно «вдихала» марсіанську атмосферу і «видихала» щонайменше шість грамів кисню на годину.
MOXIE працює, всмоктуючи повітря, фільтруючи пил, стискаючи та нагріваючи гази до 800 градусів Цельсія. Нагріте повітря проходить через прилад для електролізу твердих оксидів, який розщеплює вуглекислий газ (становить 96 відсотків марсіанської атмосфери), на кисень і чадний газ. Потім машина відокремлює кисень і викидає чадний газ разом з іншими газами у вигляді вихлопних газів.
«Це перша демонстрація фактичного використання ресурсів на поверхні іншого планетарного тіла та їх хімічного перетворення в щось, що було б корисно для людської місії», — сказав заступник головного дослідника MOXIE Джеффрі Хоффман, професор практики у відділі повітроплавання і космонавтики Массачусетського технологічного інституту.
Демонстрація – це лише початок. Майбутня версія, розміром приблизно з невелику морозильну камеру, вироблятиме кисень зі швидкістю, еквівалентною кільком сотням дерев.
Виробляючи близько трьох кілограмів кисню на годину протягом 26 місяців, машина могла живити резервуар для зберігання, щоб підтримувати дихання астронавтів і заправляти їхню поїздку додому.
Для цього знадобиться набагато більше потужності. У Perseverance використовується до 300 Вт, щоб виробляти близько 8 грамів кисню на годину, що становить не більше ніж 10 відсотків ефективності відносно кількості електрохімічної енергії, яка фактично потрібна для розриву молекули CO2. Повномасштабна система матиме приблизно 90 відсотків ефективності.
Більша машина може працювати при нижчому тиску, заощаджуючи енергію на стиснення. Але здебільшого це буде завдяки економії на масштабі.
Хоча відповіді на кілька важливих питань отримано, команда планує продовжити тестування MOXIE. Вони запускатимуть його в сутінках і на світанку, коли марсіанська температура коливається сильніше, змушуватимуть його виробляти більше кисню та ретельно стежити за зносом. Тим часом на Землі компанія Oxeon, яка створила електролізну установку, вже побудувала та випробувала систему, яка в 100 разів більша.
