Selgitatakse: kuidas NASA Perseverance missioon Marsil hapnikku tootis?

Marsil moodustab süsinikdioksiid ~ 96% planeedi atmosfääri gaasist. Hapnikku on vaid 0,13%, võrreldes 21%-ga Maa atmosfääris. Nagu puu Maal, hingab MOXIE sisse süsihappegaasi ja hingab välja hapnikku.

NASA Perseverance Rover maandus edukalt Marsi pinnale tänavu 18. veebruaril. (Pildi allikas: NASA AP kaudu)

Alates veebruaris Marsi pinnale jõudmisest on NASA Perseverance missioon pälvinud imetlust selliste saavutuste saavutamise eest, mida peeti võimalikuks ainult ulmekirjanduses, näiteks helikopteriga lennata, mida ta tegi sel nädalal. Teerajaja Marsi kulgur on nüüd lisanud oma mütsile veel ühe sule.

USA kosmoseagentuur teatas, et teisipäeval suutis kulguri pardal olev seade esimest korda õhukesest Marsi atmosfäärist hapnikku toota – see areng on toonud teadusringkondades rõõmu, kuna lubab lootust tulevaste meeskonnaga missioonide jaoks. saavad sellele tehnoloogiale tugineda, et astronaudid hingaksid ja Maale naasksid.

Infoleht| Klõpsake, et saada oma postkasti päeva parimad selgitused

Kuidas tootis Perseverance Marsil hapnikku?

Esimesel operatsioonil pärast Punasele planeedile jõudmist tootis Marsi hapniku in-situ ressursside kasutamise katse (MOXIE) Marsi atmosfääris leiduvast süsinikdioksiidist 5 grammi hapnikku, millest piisab astronaudile 10 minutiks hingamiseks.

Marsil moodustab süsinikdioksiid ~ 96% planeedi atmosfääri gaasist. Hapnikku on vaid 0,13%, võrreldes 21%-ga Maa atmosfääris. Nagu puu Maal, hingab MOXIE sisse süsihappegaasi ja hingab välja hapnikku.

Hapniku tootmiseks eraldab MOXIE hapnikuaatomid süsinikdioksiidi molekulidest. See teeb seda kasutades soojust temperatuuril umbes 800 kraadi Celsiuse järgi ja selle käigus toodab jäätmena ka süsinikmonooksiidi, mis vabaneb Marsi atmosfääri.

Tehnoloogia demonstratsioon MOXIE on loodud tootma kuni 10 grammi hapnikku tunnis ja see on paigutatud Perseverance kulgurisse. See on autoaku suurune ja kaalub Maal 37,7 naela (17,1 kg), kuid Marsil vaid 14,14 naela (6,41 kg).

Oma esimese eduka jooksuga suutis MOXIE näidata, et elas üle Maalt stardi, peaaegu seitse kuud kestnud rännaku läbi süvakosmose ja maandumise Marsi pinnale visadusega. Järgmise kahe aasta jooksul peaks MOXIE ekstraheerima hapnikku veel üheksa korda.

MOXIE on ainult testmudel. Tulevased hapnikugeneraatorid, mis tulenevad selle tehnoloogiast, peavad olema umbes 100 korda suuremad, et toetada inimeste missioone Marsil.

Kuid miks on hapniku tootmine Punasel planeedil nii oluline?

Märkimisväärne hulk Marsi hapnikuvarusid on hädavajalikud meeskonnaga missioonidele, mis plaanivad sinna minna – mitte ainult selleks, et astronaudid saaksid hingata, vaid ka selleks, et rakettid saaksid Maale naasmisel kütusena kasutada.

NASA pressiteate kohaselt on nelja astronaudi Marsilt õhkutõusmiseks vaja tulevaseks missiooniks umbes 7 tonni raketikütust ja 25 tonni hapnikku – umbes terve kosmosesüstiku raskus. Seevastu Marsil elavad ja töötavad astronaudid vajaksid hingamiseks palju vähem hapnikku, võib-olla umbes ühe tonni.

Teadlased usuvad, et 25 tonni hapnikku tagasisõiduks Maalt Marsile vedamine on tohutu väljakutse ja et nende töö muutuks oluliselt lihtsamaks, kui veeldatud hapnikku suudetakse toota Punasel planeedil. Siin tulebki MOXIE roll sisse.

Kui saadame inimesed Marsile, tahame, et nad naaseksid turvaliselt ja selleks on neil vaja raketti, mis planeedilt välja tõstaks. Vedel hapnikuga raketikütus on midagi, mida saaksime seal valmistada ja mida me ei pea endaga kaasa tooma. Üks idee oleks tuua tühi hapnikupaak ja see Marsile täita, ütles MOXIE juhtivuurija Michael Hecht.

NASA loodab ehitada eksperimentaalse MOXIE suurema tehnoloogilise järeltulija, mis suudab seda tööd teha. Sellist ühetonnist hapnikukonverterit oleks 25 tonni hapniku asemel palju ökonoomsem ja otstarbekam Marsile viia, väidab agentuur.

NASA kosmosetehnoloogia missiooni direktoraadi (STMD) kaasadministraator Jim Reuter nimetas MOXIE saavutust kriitiliseks esimeseks sammuks süsinikdioksiidi muutmisel Marsil hapnikuks.

MOXIE-l on veel tööd teha, kuid selle tehnoloogiademonstratsiooni tulemused on paljutõotavad, kui liigume oma eesmärgi poole näha ühel päeval inimesi Marsil. Hapnik ei ole ainult kraam, mida me hingame. Raketikütus sõltub hapnikust ja tulevased uurijad sõltuvad Marsil raketikütuse tootmisest, et koju sõita.

Jagage Oma Sõpradega: