昨年、NASA のロボティック Perseverance ローバーが火星に飛び立ったとき、MOXIE と呼ばれる小さな金色の箱が火星酸素原位置利用実験のために運ばれました。
それ以来、MOXIEは火星の薄い空気から酸素を作り続けています。
そして水曜日にジャーナル Science Advances で、この仕掛けの背後にあるチームは、MOXIE が非常にうまく機能しており、その酸素出力が適度な地球の木の出力の速度に匹敵することを確認しました.
2021 年末までに、MOXIE は 7 回の個別の実験とさまざまな大気条件で、1 時間あたり 6 グラムの酸素目標出力に成功したことが広範なデータによって示されました。 これには、昼と夜、火星のさまざまな季節などが含まれます。
マサチューセッツ工科大学のヘイスタック天文台の MOXIE ミッションの主任研究者であるマイケル・ヘクト氏は、次のように述べています。 プレスリリースで述べた. 「私たちはそれを可能にする切り札を持っています。ラボでそれをテストすれば、最後のマイルストーンに到達して、本当にいつでも実行できることを示すことができます。」
これが、火星探査機の MOXIE がある場所です。
NASA
科学者にとっても宇宙機関にとっても、MOXIE の約束が確固たるものであることは特に喜ばしいことです。なぜなら、宇宙飛行士を乗せた火星探査の提案されたタイムラインには、将来の赤い惑星の宇宙探検家を安全に保つ方法を学ぶ期限が迫っているからです。
たとえば、SpaceX の CEO であるイーロン マスク氏の火星への有人着陸の目標は 2029 年と思われ、NASA 自身も 今後のアルテミス I 月ミッション 火星遠足への道を開くことを意図している 2030年代または2040年代に予定. MOXIEの副主任研究員でMITの教授であるジェフリー・ホフマン氏はプレスリリースで、「火星への有人ミッションをサポートするには、コンピューター、宇宙服、生息地など、地球から多くのものを持ち込む必要があります。 「しかし、ばかげた古い酸素ですか？そこにたどり着くことができれば、それを試してみてください。あなたはゲームよりもはるかに進んでいます。」
現状では、MOXIE は超小型 (基本的にはトースターのサイズ) ですが、これは潜在的に良いことです。 科学者がパターン化された立方体のサイズを拡大できれば、MOXIE は 1 時間あたりわずか 6 グラム以上の酸素を生成できることを意味します。
「私たちは、将来の大規模なシステムに情報を提供することになる膨大な量のことを学びました」と Hecht 氏は述べています。
いつの日か、最終的に数百本の樹木の割合で酸素を生成し、火星に到着した宇宙飛行士を支え、乗組員を地球に戻すために生命を与える要素を必要とするロケットに燃料を供給することができるかもしれない、と研究者は言う.
ヘクト氏は昨年、NASAのプレスリリースで、「地上で1年を過ごす宇宙飛行士は、おそらく1トンを使用するだろう」と語った. しかし、 宇宙機関によると、将来のミッションで 4 人の宇宙飛行士を火星の表面から降ろすには、約 15,000 ポンド (7 トン) のロケット燃料と 55,000 ポンド (25 トン) の酸素が必要です。 地球から酸素をすべて持ち込むのは、莫大な費用がかかり、非効率的です。
では、ホフマンが言うように、乾燥した惑星自体ですべての酸素を作ってみませんか?
MOXIE はどのように機能しますか?
火星では、MOXIE は火星の大気中の二酸化炭素を積極的に変換しています。二酸化炭素は 96% を占めており、呼吸可能な酸素に変換しています。
ちょっとした化学 101 は、二酸化炭素分子が 1 つの炭素原子と 2 つの酸素原子で構成されているということです。 これらのビットは基本的にくっついています。 しかし、固体酸化物電解槽と呼ばれる MOXIE 内の機器は、科学者が関心を持っている CO2 分子内の酸素ビットを収穫することができます。完了すると、すべての自由浮遊酸素粒子は O2、別名 2 つの酸素原子を持つ分子に再結合されます。 、私たちが知っていて愛する種類の酸素としても知られています。
違うことはわかっていますが、ピクサーのウォーリーがこれをやっているとずっと考えています。 だから、WALL-Eが言うように：タダ！
NASA のジェット推進研究所の技術者が、火星酸素原位置利用実験 (MOXIE) 機器をパーセビアランス ローバーの腹に降ろします。
NASA/JPL-カリフォルニア工科大学
「これは、別の惑星体の表面にある資源を実際に使用し、それらを人間の任務に役立つものに化学的に変換する最初の実証です」とホフマンは言いました. 「その意味で歴史的です。」
その過程で、このプロセスでは超高熱を使用する必要があり、約華氏 1,470 度 (摂氏 800 度) の温度に達します。これが、MOXIE の特徴的な金コーティングを魅力的にしている理由です。
NASA の先駆的なジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡と同様に、MOXIE は熱自体で動作するため、赤外線熱から保護する必要があります。 金コーティングはまさにそれを行います。実際、JWST のミラーも正確な理由で金でコーティングされています。
ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡のメイン ミラーの 1 つの翼が、2021 年 5 月のミラー展開システムの最終テスト中に所定の位置に開きます。その金メッキの美しさをご覧ください。
NASA
次に MOXIE チームは、MOXIE が「今年で最も密度の高い」時期に行われる次回の実行など、さらに厳しい条件下でもうまく機能することを実証する予定であると Hecht 氏は述べています。 「すべてを可能な限り高く設定し、できる限り長く実行します。」