Łazik NASA wydobywa tlen z atmosfery Marsa w przełomowym przełomie dla przyszłych misji załogowych

Łazik NASA wydobywa tlen z atmosfery Marsa w przełomowym przełomie dla przyszłych misji załogowych


Po pierwsze, instrument na pokładzie NASANajnowsze Mars łazik wyprodukował tlen z części rzadkiej atmosfery Czerwonej Planety, bogatej w dwutlenek węgla, co może doprowadzić przyszłych astronautów do nowych sposobów wytwarzania powietrza nadającego się do oddychania na planecie.

Według amerykańskiej agencji kosmicznej przełom otwiera również nowe drzwi dla przyszłych misji, w których gaz tlenowy wytwarzany z marsjańskiej atmosfery mógłby być przechowywany, aby pomóc napędzać rakiety i unieść astronautów z planety.

Eksperymentalna demonstracja za pomocą instrumentu wielkości tostera na pokładzie łazika Perseverance – Mars Oxygen In-Situ Wykorzystania Zasobów Eksperymentu, czyli MOXIE – jest krytycznym pierwszym krokiem w przekształcaniu dwutlenku węgla w tlen na Marsie, według Jima Reutera, zastępcy administratora NASA. Dyrekcja ds. Misji Technologii Kosmicznych (STMD).

„MOXIE ma więcej do zrobienia, ale wyniki tej demonstracji technologii są obiecujące, ponieważ zbliżamy się do naszego celu, jakim jest pewnego dnia zobaczenie ludzi na Marsie” – powiedział Reuter.

Ponieważ paliwa rakietowe potrzebują tlenu, naukowcy NASA mają nadzieję, że przyszli odkrywcy będą w stanie wyprodukować gaz na Marsie, aby udać się z powrotem do domu.

Ale byłoby to trudne zadanie, biorąc pod uwagę, że rakieta wymaga prawie siedmiu ton metrycznych paliwa rakietowego i 25 ton metrycznych tlenu, aby wydostać czterech astronautów z powierzchni Marsa.

„Astronauci, którzy spędzą rok na powierzchni, prawdopodobnie wykorzystają między sobą jedną tonę metryczną” – dodał główny badacz MOXIE, Michael Hecht z MIT.

Ponieważ transport wymaganych 25 ton tlenu z Ziemi na Marsa byłby „żmudnym zadaniem”, przewożenie instrumentu takiego jak MOXIE, który może wytwarzać gaz na Czerwoną Planetę, byłoby „o wiele bardziej ekonomiczne i praktyczne” – stwierdziła amerykańska agencja kosmiczna w oświadczenie.

Według NASA MOXIE działa poprzez oddzielanie atomów tlenu od dwutlenku węgla (CO2) cząsteczki w atmosferze Marsa.

Instrument rozkłada CO2 – składa się z jednego atomu węgla i dwóch atomów tlenu – wytwarza tlenek węgla jako produkt odpadowy, który jest emitowany do atmosfery Marsa.

MOXIE posiada komponent wykonany z tzw. Reaktora elektrolizy tlenku stałego (SOXE), który umożliwia konwersję 30–50% gorącego CO2 na tlenek węgla i gazowy tlen, w zależności od warunków pracy, naukowcy NASA zauważyli w a poprzednie badanie.

Według tych badań SOXE składa się ze stosów ogniw, które rozszczepiają dwutlenek węgla na tlen, doprowadzając prąd do jego końcówek w procesie zwanym elektrolizą.

Pojedynczy strumień wlotowy w tym urządzeniu daje dwa strumienie wylotowe, jeden dla produktów odpadowych, a drugi dla gazowego tlenu.

Agencja kosmiczna zauważyła w oświadczeniu, że proces konwersji wymaga wysokich poziomów ciepła, aby osiągnąć temperaturę około 800 stopni Celsjusza, a aby to dostosować, instrument jest wykonany z materiałów odpornych na ciepło.

Materiały te obejmują wydrukowane w 3D części ze stopu niklu, które regulują temperaturę gazów przepływających przez MOXIE oraz lekki aerożel, który zatrzymuje ciepło.

Ma również cienką złotą powłokę na zewnątrz, która odbija ciepło podczerwone, zapobiegając promieniowaniu na zewnątrz i uszkadzaniu innych części łazika Perseverance.

W obecnej operacji MOXIE wyprodukował około pięciu gramów gazu, co odpowiada około 10 minutom oddychania tlenem dla astronauty, ale ma wytwarzać do 10 gramów tlenu na godzinę, zauważył NASA.

Według amerykańskiej agencji kosmicznej demonstracja miała na celu zapewnienie, że instrument przetrwał start z Ziemi po prawie siedmiomiesięcznej podróży w kosmos.

W przyszłych operacjach w ciągu najbliższych dwóch lat MOXIE ma wydobywać tlen jeszcze co najmniej dziewięć razy.

Jest to nie tylko pierwszy instrument do produkcji tlenu na innym świecie, ale także pierwsza w swoim rodzaju technologia, która pomoże przyszłym astronautom żyć na planetach, które odwiedzają, wykorzystując elementy środowiska świata – pomysł znany jako in- wykorzystanie zasobów situ, zauważył NASA.

„To pobranie regolitu, substancji znajdującej się na ziemi, i przepuszczenie jej przez zakład przetwórczy, przekształcenie go w dużą strukturę lub pobranie dwutlenku węgla – większości atmosfery – i przekształcenie go w tlen” – powiedziała Trudy Kortes, dyrektor demonstracji technologii w STMD.

„Proces ten pozwala nam przekształcić te obfite materiały w przedmioty użytkowe: propelent, powietrze do oddychania lub w połączeniu z wodorem, wodą” – dodała pani Kortes.

Misja łazika Perseverance na Marsie to głównie astrobiologia – poszukiwanie śladów starożytnego życia drobnoustrojów na Czerwonej Planecie.

Scharakteryzuje geologię planety, jej klimat w przeszłości i przeprowadzi eksperymenty, które pomogą utorować drogę przyszłej ludzkiej eksploracji Czerwonej Planety, a także gromadzą i przechowują marsjańskie skały i regolity.



Source link