美国将在火星用二氧化碳制造氧气!

背景介绍

2020年7月30日，美国“毅力”号火星车从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。毅力号探测器将进行一次近7个月的火星旅行，并于2021年2月18日在火星杰泽罗陨坑（Jezero）内以壮观的“空中起重机”方式安全着陆。

用二氧化碳制造氧气

2021年2月18日，NASA的毅力号探测器在火星上的杰泽罗陨坑降落时，它将进行一项划时代的实验，尝试将大气中的二氧化碳转化为珍贵的氧气。未来前往“红色星球”的飞行任务可能会使用大量转化的氧气来制造燃料，并利用这些燃料从火星表面发射回程火箭。

将材料发射到太空是一项非常困难和昂贵的工作，每磅进入轨道的货物价格约为10000美元。为了节省成本并使探索火星的雄心勃勃的目标变得更为现实，NASA及其合作伙伴正在探索未来的宇航员可以利用红色星球的天然资源生存并最终返回地球的方式。

氧气是宇航员探索火星所需的最重要资源之一，各项任务都需要这种稀有气体。最明显的是，机组人员将需要新鲜的氧气来呼吸，同时这也是合成返回地球的火箭所必需的燃料的关键成分。

NASA的毅力号探测器将通过MOXIE（火星氧原位资源利用实验）仪器，测试下降到火星表面后在红色星球上产生氧气的可行性。

火星大气层相对于地球的大气层非常薄，由95％的二氧化碳组成。

这款烤箱大小的仪器旨在使用气泵从火星大气中吸收大量CO2，然后将温室气体电化学分离，每个分子产生两个氧原子和一个碳原子。然后将分析实验结果，以测定纯度和产生的氧气量。

NASA喷气推进实验室的MOXIE系统工程师阿萨德·阿布贝克说：“MOXIE每小时可制造大约6至10克氧气——足以让一只小狗呼吸。一个用于制造（用于飞行的推进剂）的全面系统将需要将氧气产量的规模扩大到MOXIE产生的氧气的200倍。”

此过程需要在1470°F（800°C）的高温下运行，这要求仪器使用耐热材料制成，包括3D打印的合金元素，有助于散发多余的热量。仪器外表层做了镀金处理，以保护流动站的其余部分不受制氧过程中产生的红外辐射的影响。

坚持不懈的科学团队预计将在两年的时间内运行MOXIE 10次，以测试在不同的火星季节中该实验能够从大气中收集氧气的效率。

科学家们目前正在努力制造一个全尺寸的MOXIE氧气提取器，该提取器的体积将比毅力号探测器上的提取器大得多，重约2200磅（1000千克）。