Lernen Sie MOXIE der NASA kennen, einen Fonds, der Sauerstoff auf dem Mars produziert

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Wenn Menschen in Zukunft den Mars erforschen wollen, müssen sie Sauerstoff produzieren. Jetzt macht ein kleines Toaster-großes Gerät da draußen auf dem Planeten genau das.

in einem Studium Diese Woche erschienen In der Zeitschrift Science Advances zeigen Forscher des Massachusetts Institute of Technology, dass ein Experiment unter Verwendung von Sauerstoffressourcen am Standort des Mars – bekannt als MOXIE – Sauerstoff aus Kohlendioxid erzeugen kann, das in der Marsatmosphäre reichlich vorhanden ist.

Das Experiment ist Teil des NASA-Experiments Perseverance-Mission-Rover Die Landung auf dem Mars im Februar 2021 ist das erste Mal, dass Ressourcen von einem anderen Planeten in etwas Nützliches für menschliche Missionen umgewandelt wurden, sagten die Forscher. Die kleine Box, die vom Jet Propulsion Laboratory der NASA und dem Massachusetts Institute of Technology entwickelt wurde, produziert genug Sauerstoff, um die Leistung eines kleinen Baums auf der Erde zu erreichen, und kann dies tagsüber und nachts während der mehreren Jahreszeiten des Mars tun.

„Das haben Entdecker seit Menschengedenken getan“, sagte Jeffrey Hoffman, ein ehemaliger NASA-Astronaut und stellvertretender Hauptforscher der MOXIE-Mission und Professor für Luftfahrttechnik am MIT. „Finden Sie heraus, welche Ressourcen dort verfügbar sind, wo Sie hingehen, und lernen Sie, wie Sie sie nutzen.“

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Weltraumagenturen, Wissenschaftler und Unternehmer fordern die Menschen auf, den Mars zu erforschen. Die lang erwartete und turbulente Artemis-Mission der NASA zum Mond ist ein Sprungbrett für die Erforschung des Mars im nächsten Jahrzehnt oder so. China hofft, Menschen auf diesen Planeten zu bringen 2033. Elon Musk, der reichste Mensch der Welt und CEO von SpaceX, hat dies angedeutet 2029.

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Hoffman sagte, dass es mehrere komplizierte Dinge erfordert, Menschen zum Mars zu bringen. Astronauten müssen während der langen Reise zum Planeten eine hohe kosmische Strahlung aushalten. Die Reise zum und vom Mars kann mehr als 8 Monate dauern, daher müssen Raumreisende eine Fülle von Lebensmitteln und Medikamenten haben.

Das Wichtigste sei vielleicht eine zuverlässige Sauerstoffversorgung, sagte Hoffman. Astronauten brauchen es, um in jedem temporären Lebensraum zu atmen, den sie auf dem Mars eingerichtet haben, sowie in Raumanzügen, wenn sie den Planeten erkunden. Es ist auch ein wichtiges Motiv, die Rakete mit dem Treibstoff zu versorgen, den sie braucht, um vom Mars zur Erde zurückzukehren.

Hoffman sagte, dass Weltraumbehörden genug Sauerstoff zum Mars schicken könnten, damit Astronauten atmen und die Heimreise antreten könnten, aber das wäre sehr teuer, da mehrere Raketenstarts erforderlich wären. Es wäre billiger, Sauerstoff auf dem Mars aus Kohlendioxid in der Atmosphäre herzustellen, sagte er. Die Atmosphäre des Mars besteht zu 96 % aus Kohlendioxid.

Um seine Fähigkeit zu testen, Kohlendioxid in Sauerstoff umzuwandeln, brachte die NASA letztes Jahr eine kleine goldene Truhe auf die Perseverance Rover-Mission. Seit April 2021 hat MOXIE mehrere Tests durchgeführt, bei denen es zu verschiedenen Zeiten des Marstages und unter verschiedenen saisonalen Bedingungen Sauerstoff produzierte. Während jedes Experiments produzierte die Box ungefähr 6 Gramm Sauerstoff pro Stunde, was der Leistung eines bescheidenen Baums auf der Erde entspricht. (In seinem jüngsten Test, der in einer zukünftigen Veröffentlichung veröffentlicht wird, sagte Hoffman, dass die Maschinenproduktion auf 10 Gramm pro Stunde gestiegen ist.)

Wenn die Technologie perfektioniert ist, müssen die Wissenschaftler die Maschine dramatisch skalieren und sicherstellen, dass sie kontinuierlich laufen kann. Um eine bemannte Mission zum Mars aufrechtzuerhalten und Menschen zurückzubringen, müssen während einer mehrjährigen Mission mindestens 4,5 bis 6,5 Pfund Sauerstoff pro Stunde erzeugt werden, sagte Hoffman. „Es würde mehrere hundert Mal länger dauern“, sagte er.

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Die Maschine kann während der meisten Teile des Marstages betrieben werden, mit Ausnahme einiger bestimmter Zeiten.

Das einzige, was wir nicht gezeigt haben, ist das Laufen in der Morgen- oder Abenddämmerung, wenn die Temperatur steigt [on Mars] „Es ändert sich dramatisch“, sagte Michael Hecht, Hauptforscher der MOXIE-Mission am Haystack Observatory des MIT. „Wir haben ein Ass im Ärmel, mit dem wir das tun können, und sobald wir das im Labor getestet haben, können wir dieses letzte Kunststück erreichen, um zu zeigen, dass wir wirklich jederzeit laufen können.“

Die Ingenieure planen, das MOXIE-Instrument an seine Grenzen zu bringen, seine Sauerstoffproduktionskapazität zu erhöhen und sicherzustellen, dass es während des Marsfrühlings arbeitet, wenn die Atmosphäre des Planeten dicht und der Kohlendioxidgehalt hoch ist. „Wir werden alles so hoch ansetzen, wie wir uns trauen, und es so lange wie möglich laufen lassen“, sagte Hecht.

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Ingenieure werden die Maschine auf Verschleiß überwachen und sehen, ob sie genug Belastungen standhalten kann, um vorzuschlagen, dass sie in ein vollwertiges System umgewandelt werden können, das Tausende von Stunden ununterbrochen betrieben werden kann. Wenn ja, könnten die Auswirkungen erheblich sein.

„Um eine bemannte Mission zum Mars zu unterstützen, müssen wir viele Dinge von der Erde mitbringen“, sagte Hoffman. „Aber dummer alter Sauerstoff? Wenn du es schaffen kannst, mach weiter so – du bist dem Spiel weit voraus.“

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