Lähes 55 miljoonan kilometrin päässä Maasta, Marsin punaisella ja pölyisellä pinnalla, mikroaaltouunin kokoinen instrumentti todistaa, että se pystyy luotettavasti tekemään pienen puun tehtävät.
Kokeilu happivarojen käytöstä paikan päällä (The MITMIT:n ja NASA:n johtama Mars Oxygen In-Situ Resource Utilisation Experiment eli MOXIE on onnistuneesti tuottanut happea Punaisen planeetan hiilidioksidipitoisesta ilmakehästä huhtikuusta 2021 lähtien. Tämä tapahtuu noin kaksi kuukautta sen jälkeen, kun se laskeutui Marsin pinnalle osana NASAn Perseverance- ja Mars 2020 -tehtäviä.
Eilen Science Advan -lehdessä julkaistussa tutkimuksessaces, tutkijat raportoivat, että vuoden 2021 loppuun mennessä MOXIE kykeni tuottamaan happea seitsemällä kokeella. Ne suoritettiin erilaisissa ilmakehän olosuhteissa, mukaan lukien päivällä ja yöllä, sekä eri Marsin vuodenaikoina. Jokaisessa koeajossa laite saavutti tavoitteensa tuottaa 6 g happea tunnissa. Tämä on suunnilleen pienen puun nopeus maan päällä.
Tutkijat ehdottavat, että MOXIE:n suurennettu versio voitaisiin lähettää Marsiin ennen ihmisen tehtävää, jossa se voisi tuottaa jatkuvasti happea useiden satojen puiden nopeudella. Tällä teholla järjestelmän olisi tuotettava tarpeeksi happea ihmisten ylläpitämiseksi heidän saapuessaan, sekä tankkaamaan raketti astronautien palauttamiseksi takaisin Maahan. MOXIE:n jatkuva tuotanto on edelleen lupaava ensimmäinen askel kohti tätä tavoitetta.
"Oppimme valtavan määrän tietoa, joka antaa tietoa tulevista järjestelmistä suuremmassa mittakaavassa", sanoo Michael Hecht, MOXIE-operaation päätutkija MIT:n Haystack Observatorysta.
MOXIE:n hapentuotanto Marsissa on myös ensimmäinen osoitus "resurssien käytöstä in situ". Se on ajatus planeetan raaka-aineiden (tässä tapauksessa Marsin hiilidioksidin) keräämisestä ja käyttämisestä resurssien (kuten hapen) tuottamiseen, jotka muuten joutuisivat kuljettamaan maasta.
"Tämä on ensimmäinen osoitus resurssien tosiasiallisesta ottamisesta toisen planeettakappaleen pinnalle ja niiden muuntamisesta kemiallisesti sellaiseksi, mikä olisi hyödyllistä ihmistehtävässä", sanoo MOXIE:n apulaisjohtaja Jeffrey Hoffman.
Nykyinen MOXIE-versio on tarpeeksi pieni mahtumaan Perseverance-mönkijään. Se rakennettiin toimimaan lyhyitä aikoja, ja se käynnistyy ja sammui jokaisen laukaisun yhteydessä kulkijan tutkimusaikataulun ja tehtävävastuun mukaan. Sitä vastoin täysimittainen Marsin happilaitos käsittäisi suurempia yksiköitä, jotka toimisivat ihanteellisesti jatkuvasti.
Huolimatta MOXIE:n nykyisen suunnittelun välttämättömistä rajoituksista, laite on osoittanut, että se voi tehokkaasti ja luotettavasti muuntaa Marsin ilmakehän puhtaaksi hapeksi. Se tekee tämän hengittämällä ensin Marsin ilmaa suodattimen läpi, joka puhdistaa sen epäpuhtauksista. Sen jälkeen ilma paineistetaan ja kulkee kiinteäoksidielektrolysaattorin (SOXE) läpi. OxEon Energyn suunnittelema ja valmistama laite jakaa sähkökemiallisesti hiilidioksidipitoisen ilman happi-ioneiksi ja hiilimonoksidiksi.
Sitten happi-ioneja vapautuu ja ne yhdistyvät uudelleen muodostaen hengittävää molekyylistä happea. MOXIE mittaa sitten tämän lähdön määrän ja puhtauden ennen kuin se päästää sen takaisin ilmaan hiilimonoksidin ja muiden ilmakehän kaasujen kanssa.
Sen jälkeen, kun rover laskeutui helmikuussa 2021, MOXIE-insinöörit ovat laukaistaneet instrumentin seitsemän kertaa Marsin vuoden aikana. Joka kerta lämpenemiseen kuluu muutama tunti, sitten toinen tunti hapen tuottamiseen ennen virran sammuttamista. Jokainen laukaisu ajoitettiin eri aikaan päivästä tai yöstä ja eri aikaan vuodesta testatakseen, voisiko MOXIE sopeutua planeetan muuttuviin ilmakehän olosuhteisiin.
"Marsin ilmakehä on paljon vaihtelevampi kuin Maan", Hoffman huomauttaa. "Ilman tiheys voi kaksinkertaistua vuoden aikana ja lämpötila voi muuttua 100°. Yksi tavoitteista on näyttää, että se voi toimia mihin aikaan vuodesta tahansa."
Toistaiseksi MOXIE on osoittanut, että se voi tuottaa happea melkein mihin tahansa Marsin päivän tai vuodenajan aikaan.
Voit auttaa Ukrainaa taistelemaan venäläisiä hyökkääjiä vastaan. Paras tapa tehdä tämä on lahjoittaa varoja Ukrainan asevoimille Pelasta elämä tai virallisen sivun kautta NBU.
Mielenkiintoista myös:
- Uusi kartta Marsin vesivaroista on korvaamaton tulevalle tutkimukselle
- Kehosi muuttuu, kun saavut Marsiin