Марсоход NASA Perseverance стал первым, кто извлек кислород из марсианской атмосферы. 20 апреля в рамках эксперимента MOXIE углекислый газ превратился примерно в 5,4 грамма кислорода — процесс, который однажды может помочь астронавтам основать колонию на Красной планете.
Очередной рекорд марсохода Perseverance обещает поднять уровень изучения Красной планеты на новую ступень
Текущие планы для первых миссий на Марс с экипажем требуют длительного пребывания на поверхности, пока планеты не займут правильное положение для обратного пути. К сожалению, для этого потребуется либо огромное количество ракетного топлива и материалов, либо эффективный способ добычи всех необходимых ресурсов на Марсе.
Чтобы поднять четырех астронавтов с поверхности Марса на орбиту, требуется 7 тонн ракетного топлива и 25 тонн кислорода, а кроме того каждому астронавту ежегодно потребуется тонна кислорода для дыхания. Привезти все это с Земли проблематично, потому что для транспортировки такого количества кислорода потребуется… еще больше топлива и кислорода. Затем уже для этого объема будет необходимо больше топлива и кислорода, и еще, и еще…
С другой стороны, хотя марсианская атмосфера в 100 раз плотнее атмосферы Земли, она почти полностью состоит из углекислого газа, который в свою очередь состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода. При наличии надлежащего оборудования и достаточной мощности получение кислорода из марсианского CO2 может оказаться вполне практичным решением проблемы.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Чтобы изучить эту возможность, Perseverance была оснащена устройством MOXIE для демонстрации технологии, которая может поддержать будущие миссии. Недавно мы уже делали подробнейший разбор и анализ этой любопытной и многообещающей разработки. Если говорить вкратце, то данное устройство работает, пропуская марсианскую атмосферу через фильтр HEPA, сжимая и нагревая газ до 800° C с помощью спирального компрессора. При такой температуре керамический оксид внутри фильтра расщепляет диоксид углерода на кислород и монооксид углерода в процессе, называемом «электролизом твердого оксида».
Что касается самого агрегата, то он изготовлен из жаропрочных материалов и изолирован аэрогелями. Внешняя оболочка покрыта золотом для отражения тепла и защиты остальной части марсохода. Между тем, никелевые детали, напечатанные на 3D-принтере, помогают передавать тепло газам внутри и от них.
Для недавнего теста MOXIE прошла двухчасовую «разминку» перед переходом в производственный режим. В результате устройство за серию разверток произвело почти шесть граммов кислорода в час. Этого достаточно, чтобы космонавт мог дышать в течение 10 минут. Будущая версия MOXIE весом в одну тонну сможет производить куда больше драгоценного газа и обеспечивать им уже весь экипаж на постоянной основе.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Команда MOXIE планирует провести серию испытаний в три этапа в течение следующего марсианского года или в течение двух земных лет. Первый этап будет посвящен тестированию самого инструмента. Вторая фаза будет работать над производством кислорода в различных атмосферных условиях, а третья фаза расширится до новых рабочих режимов, таких как изменение рабочих температур.
«MOXIE — не просто первый прибор для производства кислорода в другом мире», — заявил Труди Кортес, директор по демонстрации технологий в STMD. «Это первая в своем роде технология, которая поможет будущим миссиям «жить за счет планеты», используя элементы окружающей среды другого мира».
В качестве примера Кортес привел систему, которая пропускает реголит (вещество, которое можно встретить и на Земле) через перерабатывающий модуль, превращая его в большую структуру; или берет углекислый газ — основную часть атмосферы Марса — и превращает его в кислород. Все это, по мнению Труди, должно обеспечить астронавтов и колонистов всем необходимым, от кислорода и воды до строительных материалов.