2023年9月17日星期日

NASA完成氧气发生装置MOXIE验证


搭载在毅力号火星车上的氧气发生装置已被证明能可靠的产生氧气,满足未来火星宇航员呼吸以及火箭推进剂的需要。当第一名宇航员登陆火星时,为他们提供氧气、以及火箭推进剂以完成返航的设备也许将由这台微波炉大小的设备改进而来。这台名为MOXIE(火星表面氧气资源利用试验)的装置在毅力号火星车上完成了第16次也是最后一次氧气生成试验,表现远超麻省理工学院开发团队的预期。

NASA副局长Pam Melroy表示,“MOXIE的出色表现证明从火星大气提取氧气是可行的”,“开发使用月球和火星当地资源是开展长期月球开发,创造健康月球经济的关键,并能够支持最初的载人火星探索活动。”

自从毅力号火星车2021年着陆后,MOXIE总共生成了122克氧气,相当于一只小狗10小时呼吸所需的氧气量。效率最高时,MOXIE能够以12克每小时的速度生成98%或以上纯度的氧气,是目标速度的两倍。在8月7日第16次运行时,共生成了9.8克氧气。MOXIE的表现满足所有技术要求,并在一个火星年周期内经历了各种不同的环境条件,开发者在此过程中获得了很多相关经验。

NASA华盛顿总部技术验证、宇航技术任务部(STMD)资助该任务的开发,部门主管Trudy Kortes表示:“我们很骄傲支持开发了像MOXIE这样开创性的技术,使我们能够在未来的探索任务中将当地资源转化成有用的产品”,“通过这项技术的验证,我们向宇航员生活在地外红色星球的未来又迈进了一步。”

MOXIE通过电化学过程生成氧气分子,该过程从来自火星稀薄大气的每个二氧化碳分子中分离出一个氧原子。同时还对生成氧气的纯度和数量进行检测。

世界第一

毅力号的许多实验都是为了完成该项目的主要科学目标,而MOXIE主要关注的是未来载人探索任务。MOXIE是有史以来第一个有关人类在火星生存的技术验证试验。可生产氧气的系统可以在很多方面助力未来任务,其中最重要的是作为火箭推进剂的来源之一。宇航员返航将需要工业级数量的推进剂。

未来宇航员可以利用火星资源而无需携带大量氧气前往。这种概念被称为“当地资源利用(in-situ resource utilization)”,已成为多个领域的研究方向。

麻省理工学院MOXIE项目首席研究员Michael Hecht 表示:“该项目展示出NASA愿意投资未来技术,并成为整个宇宙资源产业令人激动的标志性项目。”

未来关注点

尽管Hecht以及他的团队在如何提高设备效率方面有很多收获,但下一步的工作并不是研制MOXIE2.0。下一步将开发一个包括类似MOXIE氧气发生器,以及液化和存储氧气的完整系统。

Hecht也希望其它技术能够在火星上的到验证,他说:“我们必须决定什么东西需要在火星上验证”,“我认为相关的技术有很多,我们很高兴MOXIE是其中第一个。”

任务背景

毅力号的一个关键目标是天体生物学,包括寻找远古微生物的迹象。同时研究火星地理和历史气候,为后续载人探索铺平道路,并首次收集火星岩石及尘埃。

在后续任务中,NASA将与欧空局合作,发射宇航飞行器前往火星表面获取这些密封样品并返回地球,以进行深度分析。

NASA喷气推进实验室由位于加州帕萨迪纳的加州理工学院管理,该实验室研制了毅力号火星车并负责其运行管理。

喷气推进实验室为STMD的技术验证任务计划管理MOXIE项目。MOXIE项目同时也获得了NASA探索系统发展任务局和科学任务局的支持。


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