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技術的な最初の段階で、NASAは火星に通気性のある空気を一口飲みました

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さて、これは新鮮な空気の息吹ではありません:二酸化炭素から通気性のある酸素を生成するように設計された火星パーサヴィアランスローバーでの実験 スイッチがオンになっていて、機能しています ! 4月20日に、それは5グラムの酸素を生成しました—大量ではありませんが、1時間あたり10グラムも生成するように設計されており、酸素が別の惑星で自然の空気から変換されたのはこれが初めてです。



デバイスはMOXIEと呼ばれます —火星酸素In-Situ資源利用実験—そしてそれは小さいです(火星に送られるすべてのもののように、サイズと質量は貴重です)。サイズは約24x 24 x 31センチメートル(オーブントースターまたは内燃カーバッテリーのサイズ程度)で、質量は17キログラムです。つまり、火星の表面での重量はわずか14ポンドです。

火星の大気は95%以上の二酸化炭素(残りはアルゴンと微量気体)であり、二酸化炭素の各分子には2つの酸素原子があります。 MOXIEはCOで描画することで機能します2空気からそして電気を使って分子を割る 、一酸化炭素(CO)と酸素分子(O2)—化学愛好家の場合、カソードがCOを分割します2そして陽極はOを集める2。それはOの純度をチェックすることができるオンボードセンサーを持っています2作成され、それを大気中に放出します。







MOXIE機器は、2019年3月にカリフォルニアのJPLでパーサヴィアランスローバーに設置されていたときにここに表示されます。クレジット:NASA / JPL-Caltechズームイン

MOXIE機器は、2019年3月にカリフォルニアのJPLでパーサヴィアランスローバーに設置されていたときにここに表示されます。クレジット: NASA / JPL-Caltech

これを行うには、少しの電力と熱が必要です。 MOXIEは300ワットを消費し、最大800°Cの温度を生成します。ローバーの他の部分に損傷を与えない方法でその熱を放出するように非常に注意深く設計されており、また、廃熱が問題を引き起こさないように絶縁されています。

MOXIEは、この種のことが火星でも可能かどうかを確認するために設計されたテストベッドです。それがまったく機能したという事実は非常にクールです、そして私はそれがフルキャパシティーにクランクアップされたときにどのように機能するかを見たいと思います。

このすべての理由はやや明白です。人間は生きるために酸素を必要とします。 私たちは約850グラムのOを消費します 2 呼吸する日 、または年間約300キロ(約700ポンド)。 MOXIE自体はそれほど多くを生成することはできませんが、実際にそれを実行するようには設計されていません。技術が機能することを確認するためだけです。それでも、火星で人間の呼吸を維持できるのは4つのMOXIEだけです。それが作った最初の量である5グラムは、一人で約10分の呼吸に十分です。





MOXIE実験は、ローバーPerseveranceの右前隅、高解像度カメラの多くを保持するマストのすぐ後ろにあります。クレジット:NASA / JPL-Caltechズームイン

MOXIE実験は、ローバーPerseveranceの右前隅、高解像度カメラの多くを保持するマストのすぐ後ろにあります。クレジット: NASA / JPL-Caltech

しかし、O2アニメートされた肉の袋を歩き回るよりもはるかに便利です。また、ロケット推進剤の必須成分でもあります。その場合、さらに多くのことが必要になります。約6トンのOが必要です。2火星を降りて宇宙に打ち上げるロケットの宇宙飛行士1人あたり(NASAが将来のミッションで検討している推進剤の種類を想定)。火星にそれだけの酸素を運ぶのは難しいので、それを作ることができます その場で 人間の探査にとって重要です。将来のsuperMOXIEの重量が数トンであっても、長期的にはそれを火星に送って空気を作る方がよいでしょう。

MOXIEは、次の火星の1年(地球の2年)に何度も使用され、さまざまな条件下で使用されて、1日と1年のさまざまな時間にうまく機能することを確認します。火星には季節があり、場所によっては1日と1年の間に気温がかなり変動するため、このような状況でMOXIEがどのように動作するかを確認することが重要です。

マーズエクスプレスが撮影した、火星の南極のアイスキャップ(赤外線、緑、青の光を使用)。ほとんどが水氷で、その上に二酸化炭素の氷の薄層があります。クレジット:ESA / G. Neukum(Freie Universitaet、Berlin)/ Bill Dunfordズームイン

マーズエクスプレスが撮影した、火星の南極のアイスキャップ(赤外線、緑、青の光を使用)。ほとんどが水氷で、その上に二酸化炭素の氷の薄層があります。クレジット: ESA / G. Neukum(ベルリン自由大学)/ Bill Dunford

不思議に思うかもしれませんが、MOXIEのようなものを使用して火星をテラフォーミングする(通気性のある大気で地球のようにする)ことは、少なくともそれ自体では機能しません。一つには、1000トンのCOを変換できるとしましょう221日:大気全体を変換するのにまだ7000万年かかるでしょう。そしてそれでも、それは十分に近いところにはありません。地球の大気中の酸素は質量で 40回 の質量 火星の大気全体 。したがって、それでも必要な酸素のほんの一部にすぎません*。

そして、そこにある残りの空気の大部分を構成するには、窒素またはその他の不活性ガスが必要です。前に指摘したように、冷凍COが十分ではありません2これらの数にへこみを作るために極で。火星を居住可能にしたいのなら、それはヘクバより多くの努力を必要とします。

しかし、幸いなことに、火星に人間を乗せた場合、新鮮な空気の中を歩き回る必要はありません。彼らは地上または地下の生息地に住むことができ、それははるかに少ないOを取ります2働くために。 MOXIEはそのための第一歩であり、これまでのところ、それは良いもののようです。


*火星は小さいので全体的に必要なものは少なくなりますが、それは大規模な不足と比較して小さな修正です。