Kai NASA robotizuotas zondas praėjusiais metais nuskriejo į Marsą, jis atsinešė nedidelę auksinę dėžutę, pavadintą MOXIE, kad būtų galima eksperimentuoti su Marso deguonies ištekliais.

Nuo tada MOXIE gamina deguonį iš plono Marso oro.

Trečiadienį žurnale „Science Advances“ šio keisto įrankio komanda patvirtino, kad MOXIE veikia taip gerai, kad jo deguonies gamyba yra palyginama su nedideliu Žemės medžio gamybos greičiu.

Iki 2021 m. pabaigos gausūs duomenys parodė, kad MOXIE sėkmingai pasiekė tikslinę šešių gramų per valandą deguonies išeigą per septynis atskirus eksperimentinius ciklus, taip pat esant įvairioms oro sąlygoms. Tai apima dieną ir naktį, skirtingus Marso metų laikus ir kitus panašius dalykus.

„Vienintelis dalykas, kurio neparodėme, yra bėgimas auštant arba sutemus, kai temperatūra smarkiai pasikeičia“, – sakė Michaelas Hechtas, pagrindinis MOXIE misijos MIT Haystack observatorijoje tyrėjas. Jis sakė pranešime spaudai. „Mes tikrai turime tai, kas leidžia tai padaryti, ir kai tai išbandysime laboratorijoje, galime pasiekti paskutinį etapą, kad parodytume, jog tikrai galime bėgti bet kuriuo metu.

Mokslininkams ir kosmoso agentūroms ypač įdomu, kad MOXIE pažadas yra tvirtas, nes siūlomi astronautų apkrautų Marso misijų terminai, siekiant išmokti apsaugoti kosmoso tyrinėtojus Raudonojoje planetoje ateityje.

Pavyzdžiui, „SpaceX“ generalinio direktoriaus Elono Musko tikslas nuleisti žmones Marse yra 2029 m. ir NASA. Būsima Artemidės I Mėnulio misija Juo siekiama sudaryti sąlygas skrydžiams į Marsą Planuojama XX amžiaus trečiajame ar keturiasdešimtajame dešimtmetyje. „Norėdami paremti žmogaus misiją į Marsą, turime atsivežti daug dalykų iš Žemės, pavyzdžiui, kompiuterių, skafandrų ir buveinių“, – pranešime spaudai sakė Jeffrey’us Hoffmanas, MOXIE vyriausiojo tyrėjo pavaduotojas ir MIT profesorius. „Bet kvailas senas deguonis? Jei galite ten patekti, eikite ir suraskite jį – esate daug pranašesnis už žaidimą.”

Dabartinis MOXIE yra gana mažas (iš esmės skrudintuvo dydžio), bet tai tikriausiai yra geras dalykas. Tai reiškia, kad jei mokslininkai gali kažkaip padidinti dekoruoto kubo tūrį, MOXIE gali pagaminti daugiau nei šešis gramus deguonies per valandą.

„Mes išmokome nepaprastai daug, kas padės kurti ateities sistemas didesniu mastu“, – sakė Hechtas.

Galbūt vieną dieną, pasak tyrėjų, jis galų gale galėtų pagaminti deguonį kelių šimtų medžių greičiu, taip išlaikydamas astronautus, kai jie pasieks Marsą, ir kuro raketas, kurioms reikia gyvybės elemento, kad įgula būtų sugrąžinta į Žemę.

„Astronautai, praleidžiantys metus ant paviršiaus, gali sunaudoti vieną metrinę toną“, – praėjusiais metais NASA pranešime spaudai sakė Hechtas. bet, Pasak kosmoso agentūrosNorint iškelti keturis astronautus nuo Marso paviršiaus būsimos misijos metu, reikės maždaug 15 000 svarų (7 metrinių tonų) raketų kuro ir 55 000 svarų (25 metrinių tonų) deguonies. Viso šio deguonies gavimas iš Žemės būtų ir pernelyg brangus, ir neefektyvus.

Taigi, sako Hoffmanas, kodėl gi nepasigaminus viso deguonies pačioje sausringoje planetoje?

Kaip veikia MOXIE?

Marse MOXIE aktyviai paverčia anglies dioksidą Marso atmosferoje – kur šis elementas sudaro 96 % – kvėpuojančiu deguonimi.

Šiek tiek chemijos 101 yra tai, kad anglies dioksido molekulės yra sudarytos iš vieno anglies atomo ir dviejų deguonies atomų. Šios mažos dalys iš esmės yra suklijuotos. Tačiau MOXIE viduje esantis įrankis, vadinamas kietojo oksido elektrolizatoriumi, gali surinkti deguonies fragmentus anglies dioksido molekulėse, kuriomis domisi mokslininkai. Užbaigus, visos plūduriuojančios deguonies molekulės rekombinuojamos į O2, dar žinomą kaip du deguonies atomai, geriau žinomi kaip mums pažįstamas ir mylimas deguonies tipas.

Žinau, kad viskas kitaip, bet vis dar galvoju apie tai, kaip tai padaryti Pixar WALL-E. Taigi, kaip sako Wal-e: Ta-da!

„Tai pirmas demonstravimas, kaip iš tikrųjų naudojami kito planetinio kūno paviršiaus ištekliai ir chemiškai paverčiami kažkuo, kas gali būti naudinga žmogaus misijai“, – sakė Hoffmanas. „Ta prasme tai istorinė”.

Visą šį procesą reikia naudoti ypač karštą – temperatūra siekia apie 1470 laipsnių pagal Farenheitą (800 laipsnių Celsijaus) – būtent tai suteikia MOXIE išskirtinę auksinę dangą.

Kaip ir NASA pavyzdinis James Webb kosminis teleskopas, MOXIE turi būti apsaugotas nuo infraraudonųjų spindulių šilumos, nes jis veikia su ta pačia šiluma. Paauksuotas kaip tik tai, o iš tikrųjų JWST veidrodžiai yra paauksuoti dėl tikslios priežasties.

Be to, MOXIE komanda ketina parodyti, kad MOXIE gerai veikia net ir esant intensyvesnėms sąlygoms, pavyzdžiui, artėjančiame bėgime, kuris vyks „didžiausiu metų intensyvumu“, sakė Hechtas. „Mes nustatysime viską taip aukštai, kiek išdrįsime, ir leisime veikti kuo ilgiau.