NASA“毅力號”火星車首次在火星上製氧

這項技術有朝一日可能幫助宇航員在紅色星球上可持續地生活和工作

NASA's Perseverance Mars rover on the surface of Mars.

NASA的“毅力號”火星車在2021年4月6日與“機智號”直升機拍了這張自拍照。

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NASA的 “毅力號”火星車 剛剛在火星上取得了又一個第一,這可能為宇航員未來探索這顆紅色星球鋪平道路。

該火星車成功地使用其 MOXIE 儀器首次從稀薄的、以二氧化碳為主的 火星大氣 中生成氧氣,這證明了這項技術既可以幫助宇航員呼吸,也可以幫助推進火箭將他們送回地球。

MOXIE 的這一里程碑發生在週二(4 月 20 日),就在“毅力號”見證了另一個火星史詩般的首次之後一天——NASA“機智號”直升機首次在火星上飛行,它搭乘火星車的腹部到達了這顆紅色星球。


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NASA太空技術任務理事會副局長吉姆·路透表示:“這是將二氧化碳轉化為火星氧氣的關鍵第一步。”他在今天(4 月 21 日)的一份宣告中說道。“MOXIE 還有更多工作要做,但這項技術演示的結果充滿了希望,因為我們正朝著有一天看到人類登上火星的目標邁進。”

製造火星氧氣

烤麵包機大小的 MOXIE(“火星原位資源利用製氧實驗”的縮寫)從二氧化碳中產生氧氣,並將一氧化碳作為廢物排出。轉換過程發生在約 1,470 華氏度(800 攝氏度)的溫度下,因此 MOXIE 由耐熱材料製成,並具有一層薄薄的金塗層,以防止潛在的有害熱量向外輻射到“毅力號”的機身中。

MOXIE 團隊昨天將儀器預熱了兩個小時,然後讓它執行一小時以產生氧氣。NASA 官員表示,MOXIE 在這段時間內產生了 5.4 克氧氣,大約足夠讓宇航員輕鬆呼吸 10 分鐘。

第一次嘗試並沒有讓 MOXIE 發揮最大效能;它每小時可以產生約 10 克氧氣。該儀器最終可能會達到這樣的水平,因為該團隊計劃在火星年(約 687 個地球日)的過程中再進行約九次執行。

NASA 官員表示,這些試驗將分為三個階段。第一階段是檢查和表徵儀器,第二階段將評估 MOXIE 在不同大氣條件下的效能。MOXIE 首席研究員邁克爾·赫克特在同一份宣告中表示,在第三個也是最後一個階段,“我們將突破極限”。

赫克特補充說,突破極限可能包括測試新的操作模式或增加“新的變化,例如在三種或更多不同溫度下比較操作的執行”。赫克特在麻省理工學院海斯塔克天文臺工作。

MOXIE 和人類在火星上的未來

MOXIE 本身無法產生足夠的氧氣來對未來的探索工作產生影響。例如,NASA 官員表示,將四名宇航員從火星表面發射升空可能需要約 15,000 磅(7,000 公斤)的火箭燃料和 55,000 磅(25,000 公斤)的氧氣。(火箭推進劑由燃料和幫助其燃燒的氧化劑組成。)

但更大的 MOXIE 後續裝置可能成為強大的探索推動者,讓火星宇航員能夠“就地取材”,而不是依賴來自地球的昂貴且不頻繁的補給,機構官員表示。

“毅力號”於 2 月 18 日降落在 28 英里寬(45 公里)的傑澤羅隕石坑內,任務是尋找古代 火星生命 的跡象並收集樣本以供未來返回地球。大約兩週後,“機智號”為期一個月的飛行視窗結束時,火星車將能夠完全專注於這些核心工作。

MOXIE 將繼續在後臺做它的事情,不時地向塵土飛揚的火星空氣中排放少量一氧化碳,以激發這輛六輪機器人的巨大勞動。

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邁克·沃爾 自 2010 年以來一直為 Space.com 撰稿。他關於尋找外星生命的書《那裡》於 2018 年 11 月 13 日出版。在成為科學作家之前,邁克爾曾擔任爬行動物學家和野生動物生物學家。他擁有澳大利亞悉尼大學進化生物學博士學位、亞利桑那大學學士學位和加州大學聖克魯斯分校科學寫作研究生證書。

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