낮과 밤, 그리고 일년 중 언제라도 MOXIE는 붉은 행성의 희박한 대기에서 호흡 가능한 산소를 안정적으로 생성합니다.
MIT 현장 산소 생산 실험 또는 MOXIE(화성 산소 현장 자원 활용 실험)는 2021년 4월부터 화성 대기에서 성공적으로 산소를 생산해 왔습니다. Perseverance 로버가 화성 표면에 착륙한 지 약 두 달 만에 발사되었습니다.
Science Advances 저널에 발표된 연구에서 과학자들은 2021년 말까지 MOXIE가 7번의 실험을 통해 산소를 생산할 수 있었다고 보고합니다.
그들은 낮과 밤, 그리고 화성의 다른 계절을 포함한 다양한 대기 조건에서 수행되었습니다. 각 실험 실행에서 장비는 시간당 6g의 산소를 생산한다는 목표를 달성했습니다. 이것은 지구에 있는 작은 나무의 속도에 관한 것입니다.
과학자들은 MOXIE의 확대 버전이 수백 그루의 나무 속도로 지속적으로 산소를 생산할 수 있는 인간의 임무보다 먼저 화성으로 보내질 수 있다고 추측합니다.
그 힘으로 시스템은 사람들이 도착한 후 생존을 유지하기에 충분한 산소를 생산할 뿐만 아니라 우주비행사를 지구로 다시 데려오기 위해 로켓에 연료를 공급해야 합니다.
MOXIE의 현재 버전은 Perseverance 로버에 실을 수 있을 만큼 충분히 작습니다. 이 장비는 로버의 탐사 일정과 임무에 따라 발사할 때마다 켜지고 꺼지는 짧은 시간 동안 작동하도록 제작되었습니다.
대조적으로, 화성을 위한 전체 규모의 산소 공장에는 이상적으로 연속적으로 가동되는 더 큰 단위가 포함될 것입니다.
현재 MOXIE 설계에 필요한 제한 사항에도 불구하고 이 장비는 화성 대기를 순수 산소로 효율적이고 안정적으로 변환할 수 있음을 보여주었습니다.
먼저 오염 물질을 정화하는 필터를 통해 화성의 공기를 끌어들임으로써 이를 수행합니다. 그런 다음 공기가 가압되어 SOXE(고체 산화물 전해조)를 통과합니다. OxEon Energy에서 설계 및 제조한 이 장치는 이산화탄소가 풍부한 공기를 전기화학적으로 산소 이온과 일산화탄소로 분리합니다.
그런 다음 산소 이온이 방출되고 재결합되어 호흡 가능한 분자 산소 또는 O2를 형성합니다. 그런 다음 MOXIE는 이 출력의 양과 순도를 측정한 다음 일산화탄소 및 기타 대기 가스와 함께 무해하게 다시 공기 중으로 방출합니다.
로버가 2021년 2월에 착륙한 이후로 MOXIE 엔지니어들은 화성 연도 동안 7번 기기를 발사했습니다. 예열하는 데 몇 시간이 걸리고 전원을 다시 끄기 전에 산소를 생성하는 데 또 한 시간이 걸립니다. 각 발사는 MOXIE가 지구의 변화하는 대기 조건에 적응할 수 있는지 알아보기 위해 낮과 밤, 그리고 연중 다른 시간에 예정되어 있었습니다.
화성의 대기는 지구의 대기보다 훨씬 더 다양하다고 연구자들은 지적합니다. 공기의 밀도는 일년에 두 번 변할 수 있으며 온도는 100도 변할 수 있습니다. 목표 중 하나는 연중 언제든지 일할 수 있다는 것을 보여주는 것입니다.
지금까지 MOXIE는 화성의 연중무휴 거의 모든 시간에 산소를 생산할 수 있음을 입증했습니다.
MOXIE가 항상 켜져 있고 꺼져 있어도 성공적으로 작동할 수 있다면 연속적으로 작동하도록 설계된 완전한 시스템이 수천 시간 동안 작동할 수 있음을 의미합니다.
이번 연구는 사이언스 어드밴스(Science Advances) 저널에 게재됐다.
2022-09-01 13:46:48
작가: Vitalii Babkin