NASA计划利用火星大气层制造氧气 为殖民火星铺路

NASA计划利用火星大气层制造氧气

凤凰科技讯 据《每日邮报》北京时间8月29日报道，美国航空航天局制订了一项新计划，克服未来殖民火星的最大障碍之一。

美国航空航天局代理局长罗伯特·莱特福德（Robert Lightfoot）表示，在执行“火星2020”计划发射火星车登陆火星时，他们计划利用火星本身的大气层制造氧气。

美国航空航天局的这项计划包括把微生物带到火星，利用由麻省理工学院研发的名为MOXIE的设备，让微生物制造氧气，并收集氧气供人类呼吸使用。

莱特福德向Futurism表示，下一个火星车“火星2020”将开展一项试验，利用火星大气层制造氧气，显然这是为未来人类登陆火星进行准备工作。

美国航空航天局2014年首次公布“火星2020”火星车时公布了这项计划。

麻省理工学院研制的制氧设备MOXIE

MOXIE是“Mars Oxygen In situ resource utilization Experiment”（火星氧气原地资源利用实验）的简称，是从全球研究团队提交的58个方案中筛选出来的。整个过程是燃料电池的一个逆过程，需要把微生物——例如细菌或藻类由地球运载到火星。

微生物利用火星土壤作为燃料，生产出氧气，生成的氧气可以收集起来，供人类呼吸使用。这样，人类在登陆火星时就无需再携带大量液态氧了。

把微生物携带到火星

另外，微生物生成的氧气还可以用作由火星返回地球的火箭燃料，这可是人类由火星返回地球的最大成本之一。

目前，麻省理工学院和美国航空航天局喷气推进实验室在联合设计MOXIE，在技术方面处于领先地位，美国航空航天局将领导有效载荷的设计和开发工作。

在典型的燃料电池中，燃料和氧化剂（通常是氧气）混合加热，生成电能。在这一逆向燃料电池过程中，由独立设备产生的电能，与火星大气中的二氧化碳结合，可以生成氧气和一氧化碳，这一过程被称作“固体氧化物电解”。

美国麻省理工学院哈伊斯塔克天文台研究管理副主任、MOXIE设备首席调研员迈克尔·赫克特（Michael Hecht）说，“在地球上，这是一种独特的燃料电池过程，但如果想在火星上使用发动机，却没有氧气可供使用。为了在火星上使用发动机，我们需要携带的物质中，逾75%将是氧气。”

实验室实验证明这一技术是可行的，如果MOXIE被证实能在火星上可靠地运行，未来会推出规模更大的类似系统，支持人类呼吸，为往返于地球和火星之间的宇宙飞船提供燃料。

赫克特描述了人类往返火星的长期计划，其中包括向火星运载一个小型核反应堆和放大版MOXIE。

未来数年，氧气罐将注满氧气，供登陆火星的人类使用。赫克特说，一旦人类登陆火星，“他们就有电源、有燃料，火星上的基础设施也已经建成——这是我们追求的目标”。

火星大气层远比地球稀薄

这项计划是改造火星、使之与地球同样宜居计划的早期步骤。不过，即使可行的话，对火星进行改造，使之像地球一样宜居也将需要数千年时间。火星大气层比地球要稀薄得多，而且含氧量仅为0.13%。地球大气层氧气和氮气含量分别为21%和78%。在火星大气层中，二氧化碳含量为95.32%，氮气含量为2.7%，氩气含量为1.6%。另外，它还含有微量其他元素。

虽然登陆火星似乎一直以来都是一项艰巨任务，但大气层问题是人类在火星上生存面临的真正挑战。美国航空航天局和SpaceX需要的不仅仅是登陆火星这一象征性胜利，它们希望人类能留在火星上对这颗星球进行进一步研究，把它作为未来深空探测的跳板，甚至通过它更深入地了解我们人类自己。

火星车2020想象图

莱特福德强调，人类探索宇宙只能通过循序渐进、集腋成裘的方式进行，这意味着我们必须逐步探索太空，以对它有更多了解。

想象中的火星车2020结构图

目前，人类已经登陆月球，并建造了国际空间站。莱特福德说，“了解我们目前的火星探测计划会发现，我们尽可能地利用了国际空间站，例如生命支持系统，我们在国际空间站上对登陆火星的生命支持系统进行了测试。”

火星车2020可能的着陆点之一

美国航空航天局上周宣布，在执行“火星2020”任务期间，它将利用包括高科技X射线在内的一系列技术，在火星上搜寻微生物。

火星车2020可能的着陆点之二

这些开拓性技术将帮助专家发现火星生命的“生命信号”，制作火星的高分辨率地图。这些仪器曾被用来在深海、深海热泉等地区寻找地球上最早期的生命信号。“火星2020”任务将不仅仅在火星上寻找宜居的迹象，还将搜索远古微生物存在的迹象。

火星车2020可能的着陆点之三

“火星2020”火星车将对选定着陆点进行扫描，然后拍摄详细照片，并收集火星岩石样本带回地球。(编译/霜叶)

新鲜有料的产业新闻、深入浅出的企业市场分析，轻松有趣的科技人物吐槽。

凤凰科技（ID: ifeng_tech），让科技更性感。