Благодаря машине под названием MOXIE, расположенной на марсоходе NASA Perseverance, теперь можно сказать, что люди смогут производить кислород на Марсе. Такой вывод сообщили инженеры в статье, опубликованной в Science Advances.
Семь часовых экспериментов в течение 2021 г. демонстрируют, что MOXIE может надежно превращать углекислый газ в кислород в объемах, как небольшое дерево. В испытаниях, охватывавших разные температуры и давления, днем ??и ночью, зимой и летом, машина постоянно «вдыхала» марсианскую атмосферу и «выдыхала» по меньшей мере шесть граммов кислорода в час.
MOXIE работает, всасывая воздух, фильтруя пыль, сжимая и нагревая газы до 800 градусов Цельсия. Нагретый воздух проходит через прибор для электролиза твердых оксидов, расщепляющий углекислый газ (составляющий 96 процентов марсианской атмосферы), на кислород и угарный газ. Затем машина отделяет кислород и выбрасывает угарный газ вместе с другими газами в виде выхлопных газов.
«Это первая демонстрация фактического использования ресурсов на поверхности другого планетарного тела и их химического превращения во что-то, что было бы полезно для человеческой миссии», — сказал заместитель главного исследователя MOXIE Джеффри Хоффман, профессор практики в отделе воздухоплавания и космонавтики Массачусетского технологического института.
Демонстрация – это только начало. Будущая версия, размером примерно с небольшую морозильную камеру, будет производить кислород со скоростью, эквивалентной нескольким сотням деревьев.Производя около трех килограммов кислорода в час в течение 26 месяцев, машина могла питать резервуар для хранения, чтобы поддерживать дыхание астронавтов и заправлять их поездку домой.
Для этого потребуется гораздо больше мощности. В Perseverance используется до 300 Вт, чтобы производить около 8 граммов кислорода в час, что составляет не более 10 процентов эффективности относительно количества электрохимической энергии, которая фактически необходима для разрыва молекулы CO2. Полномасштабная система будет иметь примерно 90% эффективности.
Большая машина может работать при более низком давлении, экономя энергию на сжатие. Но в большинстве своем это будет благодаря экономии на масштабе.
Хотя ответы на несколько важных вопросов получены, команда планирует продолжить тестирование MOXIE. Они будут запускать его в сумерках и на рассвете, когда марсианская температура колеблется сильнее, заставляя его производить больше кислорода и тщательно следить за износом. Тем временем на Земле компания Oxeon, создавшая электролизную установку, уже построила и испытала систему, которая в 100 раз больше.
