昼夜を問わず、一年中いつでも、MOXIE は火星の希薄な大気から呼吸可能な酸素を確実に生成します。
MIT の In-Situ Oxygen Production Experiment、または MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) は、2021 年 4 月以来、火星の大気から酸素を生成することに成功しています。 Perseverance ローバーが火星の表面に着陸してから約 2 か月後に打ち上げられました。
ジャーナル Science Advances に掲載された研究では、科学者は、2021 年末までに MOXIE が 7 回の実験で酸素を生成することができたと報告しています。
それらは、昼夜を含むさまざまな大気条件、および火星のさまざまな季節で実施されました。実験のたびに、装置は 1 時間あたり 6 グラムの酸素を生成するという目標を達成しました。これは、地球上の小さな木の速度とほぼ同じです。
科学者たちは、MOXIE の拡大版が有人ミッションの前に火星に送られ、数百本の木の割合で継続的に酸素を生成できると推測しています。
その出力で、システムは、到着した人々を生かし続けるのに十分な酸素を生成するだけでなく、宇宙飛行士を地球に戻すためのロケットに燃料を供給する必要があります。
MOXIE の現在のバージョンは、Perseverance ローバーに搭載できるほど小さいです。この装置は、ローバーの探査スケジュールとミッションの任務に応じて、発射のたびにオンとオフを切り替えながら、短時間動作するように作られています。
対照的に、火星の本格的な酸素プラントには、理想的には継続的に稼働するより大きなユニットが含まれます。
現在の MOXIE 設計には必要な制限があるにもかかわらず、この装置は、火星の大気を効率的かつ確実に純粋な酸素に変換できることを示しています。
これは、最初に火星の空気をフィルターに通して汚染物質を除去することによって行われます。その後、空気は加圧され、固体酸化物電解槽 (SOXE) を通過します。 OxEon Energy によって設計および製造されたこのデバイスは、二酸化炭素が豊富な空気を電気化学的に酸素イオンと一酸化炭素に分解します。
次に、酸素イオンが放出され、再結合されて、呼吸可能な酸素分子または O2 が形成されます。 MOXIE は、この出力の量と純度を測定してから、一酸化炭素やその他の大気ガスと一緒に無害に空気中に放出します。
ローバーが 2021 年 2 月に着陸して以来、MOXIE のエンジニアは火星の年に 7 回、この機器を打ち上げました。ウォームアップには毎回数時間かかり、次に電源をオフにする前に酸素を生成するのにさらに 1 時間かかります。 MOXIEが地球の変化する大気条件に適応できるかどうかを確認するために、各打ち上げは昼夜の異なる時間帯、および年間の異なる時間帯にスケジュールされました。
火星の大気は地球よりもはるかに変化しやすい、と研究者たちは指摘している。空気の密度は年に 2 回変化し、気温は 100 度変化します。目標の 1 つは、1 年中いつでも働けることを示すことです。
これまでのところ、MOXIE は、火星の 1 日と 1 年のほとんどいつでも酸素を生成できることを実証しています。
MOXIE が常にオンとオフを繰り返しても正常に動作する場合、連続して動作するように設計された本格的なシステムは数千時間動作できることを意味します。
この研究は、Science Advances 誌に掲載されました。
2022-09-01 13:46:48
著者: Vitalii Babkin