На Марсе будут добывать кислород

Благополучно приземлившись на Марсе 18 февраля, новейший марсоход NASA Perseverance только начинает свое научное исследование Красной планеты. Но в ближайшие несколько недель робот размером с автомобиль также поможет проложить путь будущим людям к путешествию на соседнюю планету с помощью небольшого прибора, известного как Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment (MOXIE).

MOXIE, который скоро будет извлекать драгоценный кислород из ядовитой атмосферы Марса, имеет золотой цвет и размером с хлебный ящик. Он спрятан внутри шасси Perseverance, где он проведет первую демонстрацию на другой планете так называемого использования ресурсов на месте (ISRU), что означает использование местных ресурсов для исследования, а не доставку всех необходимых материалов с Земли.

NASA уже давно интересовалось ISRU и выступило с призывом к эксперименту по производству кислорода, когда Perseverance только создавался, сказал Эрик Дэниел Хинтерман, докторант в области аэрокосмической инженерии Массачусетского технологического института и член команды MOXIE.

Хотя кислород нужен для дыхания астронавтов, Хинтерман сказал, что он даже более важен в качестве ракетного топлива. В сочетании с водородом кислород сгорает в виде мощного взрыва, который используется для поднятия многих современных ракет с их стартовых площадок.

По данным NASA, помимо топлива, необходимого для отрыва от Земли и полета на Марс, космическому кораблю, доставляющему людей на Красную планету, потребуется от 30 000–45 000 кг кислорода для возвращения домой. "Мы можем отправить этот кислород с Земли на Марс, но если мы сможем добывать его на поверхности, это потенциально сэкономит нам много денег", - сказал Хинтерман.

По словам Хинтермана, любой дополнительный кислород, произведенный с помощью технологии ISRU, может поступить в системы жизнеобеспечения астронавтов на поверхности Марса.

Хотя первый запуск MOXIE по производству кислорода еще не запланирован, ожидается, что он произойдет где-то в первые месяцы пребывания марсохода на Красной планете. По словам Хинтермана, в приборе используется технология, называемая электролизом твердого кислорода. 

Этот процесс включает в себя взятие небольшого образца марсианской атмосферы, который почти полностью состоит из углекислого газа, молекулы, содержащей один атом углерода и два атома кислорода. MOXIE нагревает воздух почти до 800 градусов по Цельсию и подает на него напряжение. Это должно разделить углекислый газ на части, образуя окись углерода и единственный атом кислорода.

По словам Хинтермана, MOXIE не будет хранить какой-либо кислород, который производит, просто проверяя, что элемент был успешно создан, а затем выпустит его обратно в атмосферу. Он добавил, что это всего лишь небольшой прототип, который примерно в 200 раз меньше аналогичной машины, которая будет использоваться в будущей человеческой миссии.

Эксперимент будет проводиться много раз в течение марсианского года - "жарким летним днем, холодной зимней ночью и во время глобальной или локальной пыльной бури", - сказал Хинтерман, - чтобы убедиться, что он может работать в самых разных условиях.

Это потому, что увеличенная версия MOXIE станет критически важной инфраструктурой для возможной человеческой миссии. Хотя технология работает на Земле, "чтобы действительно быть уверенным в том, на что люди будут полагаться в своем выживании, важно протестировать эту технологию на Марсе", - сказал Хинтерман.