Űrhajósok a űrállomás távolinak tűnhetnek, de csak 248 mérföldre vannak a Földtől: valamivel messzebbre, mint a New York City és Washington DC közötti autóútra. Mindent, amire szükségük van, viszonylag rövid időn belül szállítják. A Marsra látogató űrhajósoknak nem lesz ilyen könnyű hozzáférésük. A vörös bolygó átlagos távolsága a Földtől 140 millió mérföld.
Tervezhetünk utánpótlási küldetéseket, de vételt minden költséges és kivitelezhetetlen lenne. Mint Mark Watney A Marslakó, a felfedezőknek muszáj lesz a földből élni túl.
Rengeteg javaslat született arra vonatkozóan, hogy az űrhajósok hogyan állíthatnák elő a nélkülözhetetlen dolgokat, de egészen a közelmúltig egyetlen technológiát sem teszteltek. Most egy gépnek köszönhetően MOXY, amelyet a NASA Perseverance roverén tároltak, határozottan kijelenthetjük, hogy az emberek képesek lesznek oxigént előállítani a Marson.
egy a héten megjelent újság Tudomány előlegek, a kutatók szerint 2021-ben hét, egyórás kísérleti futtatás bizonyította, hogy a MOXIE megbízhatóan képes átalakítani a szén-dioxidot egy kis fa értékű oxigénjévé. A különböző hőmérsékleteken és nyomásokon átívelő, nappal és éjszaka, télen és nyáron végzett tesztek során a kopógép folyamatosan belélegezte a marsi légkört, és óránként legalább hat gramm oxigént lélegzett ki.
A MOXIE úgy fejti ki varázslatát, hogy beszívja a levegőt, kiszűri a port, és összenyomja és 800 Celsius fokra melegíti a gázokat. A felmelegített levegő egy szilárd oxid-elektrolizáló műszeren áramlik át, amely elosztja a szén-dioxidot, ami A marsi légkör 96 százaléka- oxigénbe és szén-monoxidba. A gép ezután leválasztja az oxigént, és a szén-monoxidot más gázokkal együtt kipufogógázként eltávolítja.
"Ez az első bemutatója annak, hogy egy másik bolygótest felszínén erőforrásokat használnak fel, és kémiailag alakítják át azokat olyasmivé, ami hasznos lehet egy emberi küldetésben" - mondta Jeffrey Hoffman, a MOXIE helyettes kutatója, az MIT tanszékének gyakorlati professzora. repüléstechnika és űrhajózás, egy kiadásban.
Egy marsi "erdő"
A demonstráció csak a kezdet. Egy jövőbeli verzió, akkora, mint egy „kis ládás fagyasztó” több száz fának megfelelő sebességgel termelne oxigént. A 26 hónapon keresztül óránként mintegy három kilogramm oxigént előállító gép képes egy tárolótartályt táplálni, hogy az űrhajósok lélegezzenek, és üzemanyaggal töltsék haza útjukat.
Ahhoz, hogy odaérjen, a gépnek bizonyítania kell, hogy képes megállás nélkül működni a zord marsi környezetben – és jóval több teljesítményre van szüksége.
„Az erő az a terület, ahol a legnagyobb előrelépést várjuk a megnövelt MOXIE-ban” Dr. Michael Hecht, az MIT Haystack Obszervatóriumának társigazgatója és a MOXIE vezető kutatója elmondta Szingularitási központ.
„A Perseverance-en akár 300 wattot is használunk óránként körülbelül 8 gramm oxigén előállításához, ami nem sokkal több, mint 10 százalékos hatékonyság a CO2-molekula szétszedéséhez ténylegesen szükséges elektrokémiai teljesítményhez képest. Azt várjuk, hogy a teljes körű rendszer több mint 90 százalékos hatékonyságú lesz, részletes tanulmányok alapján.”
Ezen előnyök egy része abból adódik, hogy egy nagyobb gép alacsonyabb nyomáson is tud működni, így energiát takarít meg a tömörítés során, mondta Dr. Hecht. De ez leginkább a méretgazdaságosságnak köszönhető – például grammokat vagy kilogrammokat is termelhet ugyanazzal az elektronikával.
Természetesen továbbra is megbízható áramforrásra lesz szükség. Dr. Hecht szerint egy 10 kilowatt körüli teljesítményre képes atomreaktornak (jelenleg a NASA fejlesztése alatt) kell megcsinálni a trükköt.
A nukleáris használat előnye a megbízhatóság és a hosszú élettartam. A NASA napelemekkel működő Opportunity Roverje akkor érte a végzetét, amikor egy globális porvihar elzárta a napot. A Perseverance atomenergia-forrása viszont önálló és 14 évre értékelték.
Ha már a porviharokról beszélünk, egy gépnek, ami levegőt szívva él meg, hetekig vagy hónapokig tartó globális viharok félelmetes ellenségnek tűnnek. Valóban, Dr. Hecht mondta, mivel az otthoni légszűrők eltömődésére számíthat, ugyanez fog történni a Marson is.
„A porszűrést alaposan tanulmányoztuk, és úgy tűnik, hogy ez az egyik olyan eset, amikor a természet kíméletes hozzánk. Maguk a viharok nem jelentenek akkora problémát, mint az állandó porfelvétel” – mondta. "De szerencsére a por nem követi olyan könnyen a levegő áramlását ilyen alacsony nyomáson, így szinte az egészet el lehet távolítani egyszerű terelőlemezekkel, amelyek arra kényszerítik a levegőt, hogy a kanyarokban kerüljön be a rendszerbe."
Bár néhány nagy kérdés megválaszolásra került, a csapat azt tervezi, hogy folytatja a MOXIE tesztelését. Alkonyatkor és hajnalban működtetik, amikor a marsi hőmérséklet vadabb ingadozik, több oxigéntermelésre ösztönzik, és gondosan figyelemmel kísérik a kopást. Eközben a Földön az Oxeon, az elektrolízis egységet gyártó cég már megépítette és tesztelte egy 100-szor nagyobb rendszer.
Következő megálló a Mars?
Nem biztos, hogy mennyi időn belül lesz szükségünk kész termékre. A NASA még idén felbocsátja az Artemis I-et, amely egy lépcsőfok a Holdhoz, és remélhetőleg a Marshoz. Mindeközben Kína a vörös bolygót nézi, a SpaceX pedig rohangál, hogy befejezze Mars-rakétáját. A földetérés céldátumai az évtized végétől a 2030-as évekig terjednek.
Addig is sok jelentős kihívást kell megoldanunk. Ám annak kitalálása, hogyan állítsunk elő levegőt a levegőhöz és üzemanyagot a hazaúthoz, egy nagy dolog, amit ellenőrizni kell. „Ezt csinálják a felfedezők időtlen idők óta” – mondta Hoffman mondta A Washington Post. „Nézze meg, milyen források állnak rendelkezésre ott, ahol éppen készül, és derítse ki, hogyan használhatja azokat.”
Kép: NASA
