Достоверно установлено, что MOXIE, экспериментальное устройство на борту ровера Perseverance, успешно завершило свою научную миссию на Марсе, свидетельствуя о возможности обеспечения собаки кислородом на протяжении 10 часов. Это устройство, представляющее собой демонстрацию технологии синтеза кислорода из местной атмосферы, состоящей в основном из углекислого газа, успешно превысило минимальные требования по производительности, что подтверждает наличие надежного источника кислорода для будущих жителей Марса.
Марсоход Perseverance, работающий уже два с половиной года без перерыва, несет на своем борту не только инструменты для поиска признаков внеземной жизни, но и выполняет одну из четырех главных задач — проверку важной технологии, необходимой для освоения Марса.
Возможность производства кислорода на месте является неотъемлемым условием для будущих миссий на Красную планету, чтобы не тратить время и ресурсы на доставку его с Земли. В связи с этим был создан прибор MOXIE, который был установлен на ровере.
Представители NASA сообщили о достижении успеха в этом направлении в прошлую среду. Восьмого августа МОКСИ в 16-й раз был включен и произвел 9,8 грамма кислорода. В общей сложности с момента приземления марсохода и начала его работоспособности, прибор произвел 122 грамма кислорода.
Максимальная продуктивность прибора MOXIE удалось превзойти вдвое, превысив минимальный успех команды эксперимента - шесть граммов кислорода в час. Это количество кислорода достаточно для поддержания жизнедеятельности небольшой собаки в течение десяти часов.
Однако, энергосистема марсохода не позволяет продемонстрировать еще большую эффективность, хотя теоретически это возможно. MOXIE потребляет 300 ватт электроэнергии в пике, поэтому ровер вынужден предварительно запасать энергию в аккумуляторе, так как мощность электрического генератора Perseverance на момент запуска составляла 110 ватт и с тех пор только уменьшается. Взрослому человеку в состоянии покоя хватит такого количества кислорода примерно на три с половиной часа.
Молекулы углекислого газа в MOXIE претерпевают процесс высокотемпературного электролиза для выработки кислорода. Забортный воздух, состоящий из 95 процентов углекислого газа, а также азота и аргона, проходит фильтр для очистки от пыли. Затем его давление повышается до земного уровня с помощью спирального компрессора.
Очищенные газы нагреваются до приблизительно 800 градусов и направляются в электролизные ячейки. Там молекулы углекислого газа претерпевают термическое разложение и электрокатализ, в результате чего теряют один атом кислорода и превращаются в молекулы угарного газа.
Пластины из стабилизированных скандием оксидов циркония и иттрия взаимодействуют с освободившимися ионами кислорода, полученными с катода, что позволяет этому типу керамики проводить ионы кислорода. Передвигаясь через пластины, ионы достигают анода, где они соединяются в молекулярный кислород. Полученный газ тщательно проверяется на чистоту, требуется не менее 98 процентов, а затем с остатками CO2 и CO выбрасывается обратно в атмосферу. Успех MOXIE является важным достижением в развитии технологий освоения других небесных тел.
Развиваясь впервые в истории, эксперимент на другой планете нацелен на выработку жизненно важных ресурсов для человека. Кислород, необходимый будущим колонистам не только для дыхания, но и в качестве окислителя для ракет, представляет особую значимость.
Результаты работы MOXIE создадут возможность оптимизации технологического процесса и разработки полноценной системы обеспечения. Планируется, что следующая установка будет способна производить не менее двух килограммов кислорода в час, при этом потребляя 25-30 киловатт электроэнергии. После выработки кислород будет храниться в жидком виде, а не выпускаться обратно в атмосферу.
