美国麻省理工大学开发的氧气发生器，使用火星大气生产氧气，可使宇航员呼吸100分钟，…在葡萄牙也有类似的研究
麻省理工学院研究组开发的氧气发生器“MOXIE”
美国航空航天局(NASA)筹划在21世纪30年代载人着陆火星，在大气密度仅为地球100分之1的火星上，确保了不受昼夜和季候厘革的影响，整年制造氧气的技术。 这是将麻省理工学院(MIT)研究组为中央开发的氧气发生器“MOXIE”带到火星进行1年实行的结果。
研究职员通过国际学术杂志《科学》表现，MOXIE从2021年4月到年底，在白天和夜晚、差异季候进行的7次实行中，平均每小时能制造出5.4克的氧气。
在此次实行中，MOXIE共制造出49.9克氧气，相当于宇航员约100分钟的呼吸量。 氧气的纯度也很高。 MOXIE乘坐呆板人探测车于客岁2月抵达火星。
研究团队的一员杰弗里·霍夫曼教授表现：“此次研究是将其它行星外貌的资源转化为对人类有用的东西的第一个实证事例。”
与树的光互助用方式类似
汽车电池巨细的MOXIE生产氧气的方法与木头的光互助用方式相似，因为它是用二氧化碳制造氧气的。
这个过程是从汲取火星大气中的二氧化碳开始的。 二氧化碳是火星上常见的物质，占火星大气的96%。 MOXIE汲取二氧化碳后，起首通过过滤装置过滤除二氧化碳以外的杂质。 而且，经过加压和800度的加热过程，从固体氧化物电解槽（SOXE）中将二氧化碳分离为氧离子和一氧化碳。 于是氧离子相互结合成氧分子，一氧化碳向外排出。
研究职员说：“火星大气厘革比地球剧烈，空气密度厘革幅度为2倍，温度波动幅度可达100度。此次实行表明，MOXIE可以在任何一天任何时间段制造氧气。”
含有镍合金的强力耐热性材料可以或许反射来自太阳的红外线热，使镀金等即使在剧烈的温度厘革中也能维持一定的性能。 研究职员表现：“我们还没有证明的唯一的事例只有在凌晨，以及尘埃风暴肆虐中的性能。”
MOXIE此前进行的实行恰逢火星的春季和夏季。 研究团队筹划在以后继承进行试验的同时，致力于证明包罗秋冬季在内的四季都可以产生氧气。
别的，在以后的实行中，还筹划细致观察制氧机的磨损题目。 因为，假如想在火星探测中使用实际的制氧机，制氧机须要持续运作数百天。
大幅低落火星探测资源
在火星上制造氧气并使用氧气的想法，实际上是出于确保从火星返回地球时使用的上升船火箭推进剂的须要性，而不是宇航员的呼吸用。
氧气占上升船质量的78%。 因此，假如氧气可以从火星采购，就不必非要从地球上带走氧气，这将大大淘汰火星探测费用。
研究组解释说，假如将制氧机扩大到每小时能生产2~3公斤的水平，到下一次火星旅举动止，就能生产足够量的氧气来发射上升船。 以地球和火星的公转周期为底子的火星观光的适当周期为26个月。
别的，葡萄牙里斯本大学的研究团队在国际学术期刊应用物理学杂志（Journal of Applied Physics）上发表说，他们设计出了一种即使没有MOXIE那样的加热和加压装置，也能使用等离子体状态的二氧化碳生产氧气的装置。
研究团队称，在重现火星情况的实行室中，一个重达6公斤的等离子体反应器每小时可生产14g氧气。 研究职员表现，这比重17.7公斤、每小时生产10克氧气的MOXIE服从要高得多。 |
