• Udholdenhed

I en teknologisk første har NASA lavet en slurk åndbar luft på Mars

• 2024

Nå, er det ikke et frisk pust: Et eksperiment ombord på Mars Perseverance -roveren designet til at producere ilt, der kan åndes, fra kuldioxid er tændt og virker ! Den 20. april producerede den 5 gram ilt - ikke en enorm mængde, men den er designet til at lave så meget som 10 gram i timen, og det er første gang, ilt er blevet omdannet fra indfødt luft på en anden planet.

Enheden hedder MOXIE -Mars Oxygen In-Situ Ressourceudnyttelseseksperimentet-og det er lille (ligesom alt, der sendes til Mars, er størrelse og masse til en præmie). Det er omkring 24 x 24 x 31 centimeter i størrelse (omtrent på størrelse med en brødristerovn eller et forbrændingsbilbatteri) og har en masse på 17 kilo, hvilket betyder at den vejer kun 14 pund på overfladen af ​​Mars.

Atmosfæren på Mars er mere end 95% kuldioxid (resten er argon og sporgasser), og hvert molekyle kuldioxid har to iltatomer. MOXIE fungerer ved at tegne CO₂fra luften og ved hjælp af elektricitet til at knække molekylerne , der skaber kulilte (CO) og iltmolekyler (O₂) - for kemi -elskere deler en katode CO₂og en anode samler O₂. Den har en indbygget sensor, der kan kontrollere renheden af ​​O₂skabt, og derefter åbner det tilbage ud i atmosfæren.

vogtere af galaksen for børn

MOXIE -instrumentet ses her, da det blev installeret i Perseverance -roveren på JPL i Californien i marts, 2019. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Det kræver lidt strøm og varme at gøre dette; MOXIE bruger 300 watt og genererer temperaturer op til 800 ° C! Det er meget omhyggeligt designet til at udlufte den varme på en måde, der ikke skader noget andet på roveren, og er også isoleret, så spildvarme heller ikke forårsager problemer.

MOXIE er et testbed, designet til at se, om den slags overhovedet er mulig på Mars. Det faktum, at det overhovedet fungerede, er meget fedt, og jeg vil være interesseret i at se, hvordan det fungerer, når det skrues op til fuld kapacitet.

Årsagen til alt dette er noget indlysende; mennesker har brug for ilt for at leve. Vi spiser omkring 850 gram O ₂ en dag, mens vi trækker vejret eller cirka 300 kilo (næsten 700 pund) om året. MOXIE i sig selv kan ikke producere så meget, men igen er det ikke designet til rent faktisk at gøre det, det er bare for at sikre, at teknologien fungerer. Alligevel kunne kun fire MOXIE'er holde en menneskelig vejrtrækning på Mars. Den første mængde, den lavede, 5 gram, er nok til cirka 10 minutters vejrtrækning for en enkelt person.

MOXIE-eksperimentet er placeret i forreste højre hjørne af roveren Perseverance, lige bag masten, der rummer mange af dets højopløselige kameraer. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Men O₂er langt mere nyttig end bare at holde poser med animeret kød gående rundt. Det er også en nødvendig komponent i raketdrivmiddel. I så fald er der brug for meget mere: Det kræver cirka 6 tons O₂per astronaut for en raket for at komme ud af Mars og ud i rummet (forudsat at typen drivmiddel, NASA kigger på til fremtidig mission). At tage så meget ilt til Mars er svært, så det er i stand til at klare det in situ er afgørende for menneskelig udforskning. Selvom en fremtidig superMOXIE vejer flere tons, ville det være bedre i det lange løb at sende det til Mars for at lave luft.

MOXIE vil blive brugt mange flere gange i løbet af det næste marsår (som er to jordår lange) og under forskellige forhold for at sikre, at det fungerer godt på forskellige tidspunkter af dagen og året. Mars har årstider, og temperaturerne svinger en del i løbet af et døgn og et år, afhængigt af placeringen, så det er vigtigt at se, hvordan MOXIE opfører sig under disse omstændigheder.

Mars sydlige polare iskappe (ved hjælp af infrarødt, grønt og blåt lys), som for det meste er vandis med et tyndt lag kuldioxidis på toppen, taget af Mars Express. Kredit: ESA / G. Neukum (Free University, Berlin) / Bill Dunford

Hvis du undrer dig, vil det ikke virke, i det mindste ikke af sig selv, at bruge noget som MOXIE til at terraforme Mars-gøre det mere jordlignende med en åndbar atmosfære. Sig for det første, at du kunne konvertere 1000 tons CO₂ind i₂om dagen: Det ville stadig tage 70 millioner år at konvertere hele atmosfæren. Og selv da er det ikke nær nok; ilt i Jordens atmosfære efter masse er 40 gange massen af hele Mars -atmosfæren . Så det ville stadig kun være en brøkdel af den nødvendige ilt*.

Og du vil stadig have brug for nitrogen eller anden inaktiv gas for at udgøre det meste af resten af ​​luften der. Som jeg har påpeget før, er der ikke nok frosset CO₂ved polerne for at gøre et indhug i disse tal. Hvis vi vil gøre Mars beboelig, vil det kræve en meget større indsats.

Men den gode nyhed er, at hvis og når vi sætter mennesker på Mars, har vi ikke brug for dem for at kunne gå rundt i frisk luft. De kan leve i levesteder, enten over eller under jorden, hvilket vil tage meget mindre O₂at arbejde. MOXIE er det første skridt i retning af det, og indtil videre ser det ud til at være et godt.

^*Du har generelt brug for mindre, fordi Mars er mindre, men det er en lille korrektion i forhold til en massiv mangel.