Майже за 55 млн км від Землі, на червоній та пиловій поверхні Марса, інструмент розміром із мікрохвильовку доводить, що він може надійно виконувати роботу невеликого дерева.
Експеримент з використання ресурсів кисню на місці (The MIT-led Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), або MOXIE, проведений Массачусетським технологічним інститутом і NASA, з квітня 2021 року успішно виробляє кисень з багатої вуглекислим газом атмосфери Червоної планети. Це сталося приблизно через два місяці після того, як він приземлився на поверхні Марса в рамках місії NASA Perseverance та Mars 2020.
У дослідженні, опублікованому вчора у журналі Science Advances, дослідники повідомляють, що до кінця 2021 р. MOXIE зміг виробляти кисень у семи експериментальних запусках. Вони проводилися в різних атмосферних умовах, у тому числі вдень та вночі, а також у різні марсіанські сезони. У кожному експериментальному запуску прилад досяг своєї мети з виробництва 6 г кисню на годину. Це приблизно швидкість невеликого дерева на Землі.
Вчені припускають, що збільшена версія MOXIE може бути відправлена на Марс перед людською місією, де вона зможе безперервно виробляти кисень зі швидкістю кількох сотень дерев. За такої потужності система повинна виробляти достатньо кисню, щоб підтримувати людей після їхнього прибуття, а також заправити ракету для повернення астронавтів назад на Землю. Постійне виробництво MOXIE досі є перспективним першим кроком до цієї мети.
«Ми дізналися величезну кількість інформації, яка інформуватиме майбутні системи в ширшому масштабі», – говорить Майкл Хехт, головний дослідник місії MOXIE в обсерваторії Хейстек Массачусетського технологічного інституту.
Виробництво кисню MOXIE на Марсі також є першою демонстрацією «використання ресурсів на місці». Це ідея збирання та використання сировини планети (в цьому випадку вуглекислого газу на Марсі) для виробництва ресурсів (таких як кисень), які в іншому випадку довелося б транспортувати із Землі.
«Це перша демонстрація фактичного використання ресурсів на поверхні іншого планетарного тіла та їхнього хімічного перетворення на щось, що було б корисно для людської місії», — каже заступник головного дослідника MOXIE Джеффрі Хоффман.
Поточна версія MOXIE має невеликі розміри, щоб розміститися на борту ровера Perseverance. Він був побудований для роботи протягом коротких проміжків часу, запускаючись та вимикаючись при кожному запуску, залежно від графіка досліджень марсоходу та обов’язків місії. Навпаки, повномасштабний кисневий завод для Марса включатиме більші блоки, які в ідеалі працюватимуть безперервно.
Попри необхідні обмеження поточної конструкції MOXIE, прилад показав, що він може ефективно і надійно перетворювати атмосферу Марса на чистий кисень. Він робить це спочатку втягуючи марсіанське повітря через фільтр, який очищає його від забруднюючих речовин. Потім повітря зазнає тиску і проходить через електролізер твердого оксиду (SOXE). Цей прилад, розроблений та виготовлений OxEon Energy, електрохімічно розщеплює повітря, багате на вуглекислий газ, на іони кисню та окис вуглецю.
Потім іони кисню виділяються і рекомбінуються з утворенням придатного для дихання молекулярного кисню. Потім MOXIE вимірює кількість та чистоту цього виходу, перш ніж випустити його назад у повітря разом з окисом вуглецю та іншими атмосферними газами.
З моменту приземлення марсохода в лютому 2021 року інженери MOXIE запускали прилад сім разів протягом марсіанського року. Щоразу потрібно кілька годин, щоб розігрітися, потім ще годину, щоб зробити кисень, перш ніж знову вимкнути живлення. Кожен запуск був запланований на різний час дня або ночі і в різну пору року, щоб перевірити, чи зможе MOXIE пристосуватися до змін атмосферних умов планети.
«Атмосфера Марса набагато мінливіша, ніж Земля», — зазначає Хоффман. «Щільність повітря може змінюватись вдвічі протягом року, а температура може змінюватися на 100°. Одна з цілей — показати, що він зможе працювати за будь-якої пори року».
На цю мить MOXIE продемонстрував, що він може виробляти кисень практично у будь-який час марсіанського дня чи пору року.
Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами, найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.
Також цікаво:
- Нова карта водних ресурсів Марса стане безцінною для майбутніх досліджень
- Ваше тіло зміниться, поки ви дістанетеся до Марса