Aišku, tik kelis gramus, bet tūkstančio mylių žygis (jei tiksliau, ~250 milijonų kilometrų) prasideda nuo pirmo žingsnio.

MOXIE instrumentu atliktas deguonies išskyrimas iš anglies dvideginio žymi kelią būsimoms žmonių atliekamiems Radonosios planetos tyrimams.

Ilgėjančiame NASA naujausio šešiaračio marsaeigio Perseverance „pirmųjų“ sąraše atsidūrė retos ir beveik vien iš anglies dvideginio sudarytos Marso atmosferos mėginio pavertimas deguonimi.

Skrudintuvo dydžio eksperimentinis instrumentas Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) įvykdė užduotį. Bandymas atliktas balandžio 20, praėjus 60 Marso dienų, kitaip – solų, nuo misijos nusileidimo vasario 18 dieną.

Nors technologijos demonstravimas dar tik prasideda, jis gali padėti mokslinę fantastiką paversti mokslo faktu – Marse išskirti ir kaupti deguonį, kuris padėtų varyti raketas, galinčias pakelti astronautus nuo planetos paviršiaus.

Vieną dieną tokie įrenginiai galėtų teikti kvėpavimui tinkamą orą astronautams. MOXIE yra tyrimų technologijos bandymas – kaip ir Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) orų stotis – ir remia NASA Space Technology Mission Directorate (STMD) ir Human Exploration and Operations Mission Directorate.

„Tai yra kritinis pirmasis žingsnis konvertuojant anglies dvideginį į deguonį Marse,“ sakė Jim Reuter, STMD asocijuotasis administratorius. „MOXIE turi ir daugiau darbų, tačiau šios technologijos demonstravimo rezultatai itin perspektyvūs, judant link tikslo vieną dieną išvysti Marse žmones. Deguonis nėra vien dalykas, kuriuo kvėpuojame. Raketų varikliams irgi reikia deguonies, ir būsimi tyrinėtojai kelionei į namus kurą raketai turės gaminti Marse.“

Tiek raketoms, tiek ir astronautams deguonis yra svarbu, sakė MOXIE vyr. tyrėjas, Michael Hecht iš MIT Haystack observatorijos.

Kurui deginti raketoje pagal masę turi būti daugiau deguonies. Būsimose misijose 4 astronautų pakėlimui nuo Marso paviršiaus reikės maždaug 7 tonų raketinio kuro ir 25 tonų deguonies. Astronautams gyventi ir dirbti Marse deguonies reikės daug mažiau. „Per metus astronautai sunaudos gal vieną toną deguonies,“ sakė Hecht.

25 tonas deguonies boginti iš Žemės į Marsą būtų nelengva. Transportuoti vieną toną sveriantį deguonies konverterį – didesnį ir galingesnį MOXIE įpėdinį, kuris tas 25 tonas galės išskirti – būtų kur kas ekonomiškiau ir praktiškiau.

Marso atmosferoje anglies dvideginio yra 96%. MOXIE deguonį išskiria iš anglies dioksido. Likęs anglies monoksidas išleidžiamas į Marso atmosferą.

Anglies dvideginio skilimui reikia maždaug 800 °C, todėl MOXIE pagamintas iš karščiui atsparių medžiagų. Tai 3D-spausdintuvu iš nikelio lydinio pagamintas dujų šilumokaitis, ir karštį išlaikyti padedantis lengvas aerogelis. MOXIE dengianti plona aukso folija atspindi infrararaudonąjį spinduliavimą – karštį, – saugodama kitas Perseverance dalis.

Per bandomąjį veikimą MOXIE išskyrė ~5 gramus deguonies, tiek pakaktų astronautui kvėpuoti 10 minučių. MOXIE sukurta išskirti iki 10 gramų deguonies per valandą.

Ši technologijos demonstracija buvo skirta užtikrinti, kad instrumentas ištvers startą iš Žemės, beveik septynių mėnesių kelionę per kosmosą ir nusileidimą su Perseverance vasario 18. Tikimasi, kad MOXIE deguonį gamins dar bent devynis kartus per Marso metus (beveik du Žemės metus).

Bus trys deguonies išskyrimo fazės. Per pirmąją bus tikrinamos ir charakterizuojamos instrumento funkcijos, per antrą – instrumentas veiks įvairiomis atmosferos sąlygomis – skirtinu paros metu, skirtingais metų laikais. Trečiojoje bus bandomos skirtingos veiksenos, tarkime, lyginamas veikimas trijose ar daugiau skirtingų temperatūrų, sako Hecht.

„MOXIE yra ne tik pirmasis instrumentas, gaminantis deguonį kitame pasaulyje. Tai pirmoji tokia technologija padėsianti būsimoms misijoms išgyventi, naudojant kito pasaulio aplinką, vadinamą in-situ resursų naudojimą“, sako Trudy Kortes, technologijos demonstracijos direktorė STMD.

„Jis paima regolitą, ant žemės gulinčią medžiagą, ir apdorojimo aparate iš jo kuria didelę struktūrą, arba paima anglies dvideginį – sudarantį praktiškai visą atmosferą – ir konvertuoja jį į deguonį,“ paaiškino ji. „Šiuo procesu galime konvertuoti lengvai prieinamas medžiagas į naudiongus dalykus: raketinį kurą, orą kvėpavimui, ar, sujungę su vandeniliu – vandenį.“

Dar apie Perseverance

Esminis Perseverance misijos Marse tikslas yra astrobiologija, ir senovinių mikrobinės gyvybės ženklų paieška. Marsaeigis tirs planetos geologiją ir buvusį klimatą, rengs kelią žmonių misijoms, ir bus pirmoji surinkusi ir sukaupusi Marso uolas ir regolitą (suirusias uolas ir dulkes).

Vėlesnės NASA misijos, rengiamos kartu su Europos kosmoso agentūra (ESA), nusiųs erdvėlaivį šių pavyzdžių paimti ir grąžins Žemėn nuodugniai analizei.

Mars 2020 Perseverance misija yra dalis NASA rengiamo „iš Mėnulio į Marsą“ tyrimo, kuriame yra ir Artemidės misijos į Mėnulį, padėsiančios žmonėms pasirengti Raudonosios planetos tyrimams.

NASA
scitechdaily.com

Pasidalinkite su draugais

Šaltiniai:

NASA’s Perseverance Rover Produces Oxygen on Mars – Key“First” for Human Exploration of the Red Planet

Aut. teisės: MTPC

Komentarai ()