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Sep. 09 2022

毅力號火星車已可在火星上製造出氧氣

  • 毅力號火星車已可在火星上製造出氧氣。

    毅力號火星車已可在火星上製造出氧氣。

  • 在執行任務前,MOXIE被安裝在毅力號中。

    在執行任務前,MOXIE被安裝在毅力號中。

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火星大氣層非常稀薄,比地球的密度小100多倍,主要由二氧化碳組成,太空人無法直接呼吸。

名為MOXIE(火星氧氣原位資源利用實驗,Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment)是人類在另一個星球上首次展示就地處理供人類使用的資源,為前往火星創造了一種可呼吸空氣的方式。這台安裝在NASA毅力號火星探測車的腹部,透過電解的過程將火星上的二氧化碳分解為一氧化碳和氧氣。

研究人員說,從2021年2月毅力號降落後至2021年底,MOXIE產生了七次氧氣,未來將持續運作。二氧化碳是由一個碳原子和兩個氧原子組成的分子,將二氧化碳還原成組成元素已被充分研究。然而,我們面臨是在地球上開發一種儀器,能夠在火星上使用就近的材料進行還原的挑戰。
MOXIE製造氧氣的步驟如下:
首先,經由過濾器將火星空氣吸入。淨化後的空氣被壓縮、加熱,然後通過固體氧化物電解器(SOXE),將二氧化碳分解成一氧化碳和氧離子,然後一氧化碳被釋放回火星大氣中,而氧離子重新組合成氧分子,再測量氧氣的數量和純度之後,再釋放至大氣中。
科學家確定,這個過程已經產生可呼吸的氧氣。在幾個小時的預熱之後,每次實驗運行1小時,然後斷電一段時間。在這1小時的操作中,MOXIE可製造多達10克的氧氣,相當於一個太空人20分鐘可呼吸的氧氣量。在其七次運行中,MOXIE每次產生5.4到8.9克的氧分子,總計49.9克。並且能夠在白天、夜晚或不同的季節條件下產生氧氣。
研究團隊的目標是能建造一個可以持續運行的生命支持系統,據估計一個小隊的太空人在火星上一年需要大約一公噸的氧氣。研究團隊在MOXIE營運的第一年所學到的知識將為這個更大系統的開發提供助益,但仍有一段路要走。該研究已發表在《科學前緣》(Science Advances)期刊上。

 

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資料來源:Science Alert

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

 

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