美国宇航局的坚持罗孚在火星上生产氧气 - 对于红色星球的人类探索的关键“第一”

美国国家航空航天局毅力探测器

这例插图描绘了美国宇航局的坚持罗孚在火星表面上运行。信用:NASA / JPL-CALTECH

通过将二氧化碳转化为氧气来实现的Moxie仪器的里程碑,指出了对红星的未来人类勘探的方式。

不断增长的“第一款”列表,以坚持不懈,美国宇航局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换为氧气。竞争持续的烤面包机尺寸,实验仪表火星氧气原位资源利用实验(Moxie.)完成了这项任务。这次测试于4月20日,第60号火星日,或溶胶,自以来使命降落2月18日。

虽然这项技术的演示才刚刚开始,但它可以为科幻小说变成科学事实铺平道路——在火星上隔离和储存氧气,为火箭提供动力,使宇航员离开火星表面。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是一项探索技术调查-火星环境动力学分析仪(梅达)气象站 - 由美国宇航局的太空科技使命董事会(STMD)和人类勘探和运营任务董事会赞助。

火星氧气原位资源利用实验

NASA的喷气机推进实验室的技术人员将火星氧气原位资源利用实验(Moxie)仪器降低到恒定流动站的腹部。信用:NASA / JPL-CALTECH

“这是将二氧化碳转换为火星的氧气的重要第一步,”Jim Reuter,助理管理员STMD表示。“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。“

对于火箭或宇航员来说,氧气是关键,Mickie的首席调查师Michael Hecht表示,Missachusetts Tearchtinations的Haystack天文台。

为了燃烧燃料,火箭按重量计算必须有更多的氧气。在未来的任务中,让四名宇航员离开火星表面将需要大约15000磅(7吨)的火箭燃料和55000磅(25吨)的氧气。相比之下,生活和工作在火星上的宇航员需要的氧气要少得多。赫克特说:“在火星表面待一年的宇航员可能会使用1吨的燃料。”

Moxie氧气生产

经过两小时的预热期后,Moxie开始以每小时6克的速率生产氧气。在运行期间减少了两次(标记为“当前扫描”),以评估仪器的状态。经过一小时的操作后,生产的总氧约约为5.4克,足以保持宇航员健康的正常活动约10分钟。信用:麻省理工学院干草堆天文台

从地球到火星的25公吨氧气将是一个艰巨的任务。运输一吨氧气转换器 - 可以产生那些25吨的Moxie更大,更强大的后裔 - 将是更经济和实用的。

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,由一根碳组成原子和两个氧原子。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约1,470度的温度华氏温度(800.科尔斯群岛)。为了适应这一点,Moxie单元采用耐热材料制成。这些包括3D印刷镍合金用来加热和冷却流经它的气体的部件,以及一种有助于保持热量的轻质气凝胶。“勇气”的外部有一层薄薄的金色涂层,可以反射红外线热量,防止它向外辐射,并可能损害“毅力”的其他部分。

Moxie.

Moxie收集来自火星大气的二氧化碳(CO2),并将其电化学将其分成氧气和一氧化碳分子。信用:NASA / JPL

在第一次操作中,Moxie的氧气产量非常适度 - 约5克,相当于宇航员的透气氧气的约10分钟。Moxie设计用于每小时产生高达10克氧气。

这次技术演示的目的是为了确保“天宫二号”顺利从地球发射升空,历经近7个月的深空飞行,并在2月18日坚持不懈地着陆。“勇气号”预计在火星上一年(在地球上将是两年)至少还要提取九次氧气。

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。“

MAXIE MARS氧气ISRU MARS 2020 ROVER的实验仪器

火星氧气isru实验(Moxie)是一种勘探技术调查,将生产来自火星大气二氧化碳的氧气。信用:美国宇航局

“Moxie不仅仅是第一个在另一个世界上生产氧气的乐器,”STMD技术演示总监Trudy Kortes说。这是它的第一项技术,它将有助于未来的任务“生活在土地上,”使用另一个世界环境的元素,也称为原位资源利用。

“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。”

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坚持不懈的火星使命的一个关键目标是天体学,包括寻找古代微生物生活的迹象。yabo124流浪者将表征全球的地质地质和过去的气候,为红色星球进行人体探索,并成为收集和缓存火星岩石和极岩(破碎的岩石和灰尘)的首次任务。

随后的美国宇航局任务与ESA(欧洲航天局)合作,将派遣航天器到火星,以从表面上收集这些密封的样品,并将其返回地球以进行深入分析。

火星2020坚持不懈的使命是美国宇航局月球到火星勘探方法的一部分,其中包括艾蒿代表月球,这将有助于为人力勘探做好准备红星球。

美国宇航局在南加利福尼亚州的喷气式推进实验室,由加州帕萨迪纳,加利福尼亚州的Caltech管理NASA,建造并管理恒定流动站的操作。

6评论在“美国宇航局的坚持罗孚在火星上生产氧气 - 红色星球人类探索的关键”第一“”

  1. 开发技术生产所需产品却产生有毒气体并释放到大气中,是目光短浅和历史在重演吗?

  2. 嗯,二氧化碳已经是有毒气体。

  3. 透气气氛的其他组件呢?氧气仅占地球大气层的21%。呼吸纯氧长时间毒性对人体有毒。

  4. 迈克尔霍尔马克斯|4月22日,2021年上午8:41|回复

    为什么要关注这个物体?
    真的吗?

  5. 老实说,任何产生的温室气体都欢迎在火星上欢迎气氛如此薄,它会受益

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