Впервые на Марсе получен кислород из окружающего воздуха
Находящийся на борту шестиколесного ровера Perseverance прибор для проведения эксперимента по использованию ресурсов марсианского кислорода на месте (англоязычная аббревиатура MOXIE, Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) превратил некоторое количество углекислого газа тонкой марсианской атмосферы в кислород. Эта задача была выполнена на 60-й марсианский день (или сол, как его называют) после высадки аппарата на поверхность Красной планеты в феврале этого года.
Демонстрация технологии только началась, но она уже обозначила переход от научной фантастики к научному факту: выделение и хранение кислорода на Марсе возможно, и это – важный этап для обеспечения энергией будущих ракет, которые отправят астронавтов на другие планеты с марсианской поверхности, пишет NASA. Сжигание топлива ракетой требует много кислорода, не говоря о том, что кислород нужен и для дыхания самих астронавтов, которые появятся на Марсе. Но чтобы поднять с Марса четверых астронавтов, на семь метрических тонн топлива понадобятся 25 метрических тонн кислорода. Доставка 25 метрических тонн кислорода с Земли на Марс – трудная задача, а транспортировка конвертера кислорода будет экономичнее и практичнее. Речь идет о конвертере весом в одну тонну, больше нынешнего прибора MOXIE, что размером с тостер.
Атмосфера Марса состоит из углекислого газа на 96%. MOXIE отделяет от молекул углекислоты, в которых один атом углерода и два атома кислорода, атомы кислорода. Побочный продукт этой реакции, одноокись углерода, выбрасывается в марсианскую атмосферу. Процесс конверсии требует температуры около 800 градусов Цельсия, а потому экспериментальный конвертер сделан из жаростойких материалов. В его конструкцию входят детали из напечатанного 3D-принтером никелевого сплава, которые нагревают и охлаждают проходящие через них газы, и невесомый аэрогель, удерживающий тепло. Тонкое золотое покрытие с внешней стороны конвертера MOXIE отражает «горячее» инфракрасное излучение, защищая таким образом другие части марсохода.
В первом эксперименте выход кислорода был довольно скромным, около пяти граммов, что эквивалентно количеству кислорода, которое вдыхает астронавт за 10 минут. Проектная мощность прибора – 10 граммов кислорода в час. Испытание его способности производить кислород состоит из трех фаз. Первая – это проверка и получение характеристик функционирования прибора, во второй фазе то же самое будет происходить при меняющихся атмосферных условиях, в третьей будет сравниваться оперативность устройства при разных температурах.