“毅力号”是如何在火星上制造氧气的

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仍然是持久性的“第一款”名单，NASA在火星曲面上最新的六轮机器人，包括将一些红色的星球薄，富含二氧化碳的大气层转化为氧气。烤面包机尺寸，实验仪器仍然是持久性的，称为火星氧气原位资源利用实验（Moxie）完成了这项任务。该测试举行了4月20日，第60号火星日，或溶胶，自2月18日着陆以来．

虽然这项技术演示才刚刚开始，但它可能会为科幻小说成为科学事实铺平道路——在火星上隔离并储存氧气，以帮助推动火箭将宇航员送上火星表面。有朝一日，这种装置也可能为宇航员自己提供可呼吸的空气。MOXIE是一个探测技术调查项目，与火星环境动力学分析仪(MEDA)气象站一样，由NASA的空间技术任务理事会(STMD)和人类探索和操作任务理事会赞助。

“这是在MARS上转换二氧化碳转换为氧气的关键第一步，”JIM Reuter，STMD的助理管理员。“Moxie有更多的工作要做，但是这项技术示范的结果充满了承诺，因为我们走向我们有一天在火星上看到人类的目标。氧气不仅仅是我们呼吸的东西。火箭推进剂取决于氧气，未来的探险者将依靠在火星上生产推进剂来追随旅行回家。“

对于火箭和宇航员来说，氧气是关键，MOXIE的首席研究员，麻省理工学院干草堆天文台的迈克尔·赫克特说。

为了燃烧其燃料，火箭必须重量更加氧气。在未来的任务中获得4个宇航员，将需要大约15,000磅（7公吨）的火箭燃料和55,000磅（25公吨）的氧气。相比之下，宇航员的生活和在火星上工作需要较少的氧气来呼吸。“花在地面一年的宇航员将在他们之间使用一个公吨，”Hecht说。

将25吨氧气从地球运到火星将是一项艰巨的任务。运输一吨氧气转化器——MOXIE的更大、更强大的后代，可以生产25吨氧气——将更加经济和实用。

火星的大气是96％二氧化碳。Moxie通过将氧原子与二氧化碳分子分离，其由一个碳原子和两个氧原子组成。废品一氧化碳，被排放到火星大气中。

转换过程需要高水平的热量，以达到大约1470华氏度(800摄氏度)的温度。为了适应这种情况，MOXIE单元采用了耐热材料。其中包括3d打印的镍合金部件，可以加热和冷却流经其中的气体，以及一种帮助保持热量的轻型气凝胶。MOXIE的外部有一层薄薄的金色涂层，可以反射红外热，防止它向外辐射，从而可能损害恒心的其他部分。

在第一次操作中，MOXIE的产氧量相当有限——大约5克，相当于宇航员10分钟的可呼吸氧气量。MOXIE被设计成每小时产生10克氧气。

这次技术演示的目的是确保该仪器在从地球发射、近7个月的深空旅行以及2月18日“毅力”号着陆后能够存活下来。MOXIE预计在火星上的一年(在地球上将近两年)至少还要提取9次氧气。

这些氧气生产运行将有三个阶段。第一阶段将检查和表征仪器的功能，而第二阶段将在不同的大气条件下运行仪器，例如不同的一天和季节。在第三阶段，Hecht说：“我们将推动信封” - 尝试新的操作模式，或引入“新皱纹”，例如我们在三个或更多不同温度下比较操作的运行。“

STMD技术演示部主任特鲁迪·科特斯说:“MOXIE不仅仅是在另一个世界制造氧气的第一个仪器。”这是首个此类技术，将帮助未来的任务“在陆地上生存”，利用另一个世界的环境元素，也被称为原地资源利用。

“它采取了regoolith，你在地上找到的物质，并将其穿过加工厂，使其变成大结构，或取二氧化碳 - 大气的大部分 - 并将其转化为氧气，”她说。“这一过程使我们能够将这些丰富的材料转化为可用的东西：推进剂，透气空气，或与氢气相结合。”

编辑注意：本文已重新发布美国宇航局．跟随机器人报道的完整报道火星2020．