Selitetty: Kuinka NASAn Perseverance-tehtävä tuotti happea Marsissa?

Marsissa hiilidioksidi muodostaa noin 96 % planeetan ilmakehän kaasusta. Happea on vain 0,13 %, kun maapallon ilmakehässä on 21 %. Kuten puu maan päällä, MOXIE hengittää hiilidioksidia ja ulos happea.

NASAn Perseverance Rover laskeutui onnistuneesti Marsin pinnalle tämän vuoden helmikuun 18. päivänä. (Kuvan lähde: NASA AP:n kautta)

Helmikuussa Marsin pinnalle saavuttuaan NASAn Perseverance-tehtävä on ansainnut ihailua saavutuksista, joita pidettiin mahdollisina vain tieteiskirjallisuudessa, kuten helikopterin lentäminen sinne, minkä se teki tällä viikolla. Uraauurtava Mars-kulkija on nyt lisännyt korkkiinsa uuden höyhenen.

Yhdysvaltain avaruusjärjestö ilmoitti, että tiistaina mönkijän kyydissä oleva laite kykeni tuottamaan happea ohuesta Marsin ilmakehästä ensimmäistä kertaa – kehitys on herättänyt mielihyvää tiedeyhteisössä, sillä se lupaa toivoa tuleville miehistötehtäville. voivat luottaa tähän tekniikkaan, jotta astronautit hengittävät ja palaavat maan päälle.

Uutiskirje| Napsauta saadaksesi päivän parhaat selitykset postilaatikkoosi

Kuinka Perseverance tuotti happea Marsissa?

Ensimmäisessä toiminnassaan Punaiselle planeetalle saapumisen jälkeen Mars Oxygen In-Situ Resource Utilisation Experiment (MOXIE) tuotti 5 grammaa happea Marsin ilmakehän hiilidioksidista, mikä riitti astronautille hengittää 10 minuuttia.

Marsissa hiilidioksidi muodostaa noin 96 % planeetan ilmakehän kaasusta. Happea on vain 0,13 %, kun maapallon ilmakehässä on 21 %. Kuten puu maan päällä, MOXIE hengittää hiilidioksidia ja ulos happea.

Hapen tuottamiseksi MOXIE erottaa happiatomit hiilidioksidimolekyyleistä. Se tekee sen käyttämällä noin 800 celsiusasteen lämpöä ja tuottaa prosessissa myös jätetuotteena hiilimonoksidia, jota se vapauttaa Marsin ilmakehään.

Teknologiaesittely, MOXIE on suunniteltu tuottamaan jopa 10 grammaa happea tunnissa, ja se sijoitetaan Perseverance-mönkijän sisään. Se on auton akun kokoinen ja painaa 37,7 paunaa (17,1 kg) maan päällä, mutta vain 14,14 puntaa (6,41 kg) Marsissa.

Ensimmäisellä onnistuneella ajollaan MOXIE pystyi osoittamaan selviytyneensä maasta laukaisusta, lähes seitsemän kuukauden matkasta syvän avaruuden halki ja laskeutumisesta Marsin pinnalle Perseverancella. Kahden seuraavan vuoden aikana MOXIE:n odotetaan uuttavan happea yhdeksän kertaa.

MOXIE on vain testimalli. Tulevien happigeneraattoreiden, jotka perustuvat sen teknologiaan, on oltava noin 100 kertaa suurempia tukeakseen ihmisten tehtäviä Marsissa.

Mutta miksi hapen tuottaminen Punaisella planeetalla on niin tärkeää?

Huomattava määrä happea Marsissa on välttämätön miehistöille, jotka suunnittelevat sinne menemistä – ei vain astronautien hengittämistä varten, vaan raketteja käytettäessä polttoaineena palatessaan Maahan.

NASAn lehdistötiedotteen mukaan neljän astronautin nouseminen Marsista tulevaan tehtävään vaatisi noin 7 tonnia rakettipolttoainetta ja 25 tonnia happea – noin koko avaruussukkulan painon verran. Sitä vastoin Marsissa elävät ja työskentelevät astronautit tarvitsisivat paljon vähemmän happea hengittääkseen, ehkä noin yhden tonnin.

Tiedemiehet uskovat, että on valtava haaste kuljettaa 25 tonnia happea Maasta Marsiin paluumatkaa varten ja että heidän työnsä helpottuisi huomattavasti, jos nestemäistä happea voidaan tuottaa Punaisella planeetalla. Tässä MOXIEN rooli tulee esiin.

Kun lähetämme ihmisiä Marsiin, haluamme heidän palaavan turvallisesti, ja tehdäkseen sen he tarvitsevat raketin noustakseen pois planeetalta. Nestemäinen happiponneaine on jotain, jota voimme valmistaa siellä, eikä meidän tarvitse tuoda mukanamme. Yksi idea olisi tuoda tyhjä happisäiliö ja täyttää se Marsiin, sanoi Michael Hecht, MOXIE:n päätutkija.

NASA toivoo rakentavansa kokeelliselle MOXIE:lle suuremman teknologisen jälkeläisen, joka pystyy tekemään tämän työn. Tällainen yhden tonnin happikonvertteri olisi paljon taloudellisempi ja käytännöllisempi viedä Marsiin 25 metrisen happitonnin sijaan, virasto väittää.

NASAn Space Technology Mission Directorate (STMD) apulaisvastaava Jim Reuter kutsui MOXIE:n saavutusta kriittiseksi ensimmäiseksi askeleeksi hiilidioksidin muuntamisessa hapeksi Marsissa.

MOXIElla on vielä tehtävää, mutta tämän teknologian esittelyn tulokset ovat täynnä lupauksia, kun etenemme kohti tavoitettamme nähdä joku päivä ihmisiä Marsissa. Happi ei ole vain ainetta, jota hengitämme. Rakettien ponneaine riippuu hapesta, ja tulevat tutkimusmatkailijat ovat riippuvaisia ​​ponneaineen tuottamisesta Marsissa päästäkseen kotiin.

Jaa Ystäviesi Kanssa: