9月 27, 2022

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火星の「歴史的な」箱は、1本の木の割合で酸素を作ります

昨年、NASA のロボット探査機が火星に飛び立ったとき、MOXIE と呼ばれる小さな金の箱が一緒に運ばれ、火星でサイトの酸素資源を使用する実験が行われました。

それ以来、MOXIE は火星の薄い空気から酸素を生成しています。

水曜日の Science Advances で、この奇妙なツールの背後にあるチームは、MOXIE が非常にうまく機能し、その酸素生産量が地球の木の適度な生産率に匹敵することを確認しました。

2021 年末までに、MOXIE は 7 つの異なる実験サイクルとさまざまな気象条件で、1 時間あたり 6 グラムという目標の酸素出力に成功したことが、広範なデータによって示されました。 これには、昼と夜、火星のさまざまな季節などが含まれます。

MITのヘイスタック天文台でMOXIEミッションの主任研究員を務めるマイケル・ヘクト氏は、次のように述べています。 彼はプレスリリースで言った. 「私たちは本当にそれを可能にする準備を整えており、ラボでそれをテストすると、この最後のマイルストーンに到達して、いつでも実際に実行できることを示すことができます.」

NASA の火星探査機でモクシーが位置する場所を示す図。 ローバーには 6 つの車輪があり、左右に 3 つ、写真の右端にあるのが Moxy です。

これは、火星探査機の MOXIE がある場所です。

NASA

科学者と宇宙機関の両方にとって、MOXIE の約束が強力であることは特にエキサイティングです.

たとえば、SpaceX の CEO であるイーロン マスク氏の火星への有人着陸の目標は 2029 年であり、NASA の目標でもあるようです。 今後のアルテミス I 月ミッション 火星飛行への道を開くことを目指しています 20世紀の30代か40代に計画された. MOXIEの副主任研究員でMITの教授であるJeffrey Hoffman氏はプレスリリースで、「火星への有人ミッションをサポートするには、コンピューター、宇宙服、生息地など、地球から多くのものを持ち込む必要があります。 「しかし、ばかげた古い酸素ですか? そこにたどり着けるなら、探しに行きましょう。あなたはゲームよりもはるかに進んでいます。」

現状では、MOXIE はかなり小さい (基本的にトースターのサイズ) ですが、それはおそらく良いことです。 これは、装飾された立方体の体積を科学者がどうにかして増やすことができれば、MOXIE は 1 時間あたり 6 グラム以上の酸素を生成できることを意味します。

「私たちは、将来のシステムをより大規模に導くことになる膨大な量のことを学びました」と Hecht 氏は述べています。

おそらくいつの日か、最終的に数百本の樹木の割合で酸素を生成し、火星に到着した宇宙飛行士を支え、乗組員を地球に戻すために生命の要素を必要とするロケットに燃料を供給することができると研究者は述べています。

ヘクト氏は昨年、NASAのニュースリリースで、「地上で1年を過ごす宇宙飛行士は、その間に1メートルトンを使用する可能性がある. しかし、 宇宙機関によると将来のミッションで 4 人の宇宙飛行士を火星の表面から離陸させるには、約 15,000 ポンド (7 トン) のロケット燃料と 55,000 ポンド (25 トン) の酸素が必要です。 地球からこの酸素をすべて得ることは、法外に費用がかかり、非効率的です。

ホフマンは、乾燥した惑星自体ですべての酸素を生成しないのはなぜでしょうか?

MOXIE はどのように機能しますか?

火星では、MOXIE は、火星の大気中の二酸化炭素を活発に変換しています。二酸化炭素は 96% もの割合を占めており、呼吸可能な酸素に変換しています。

化学のちょっとした 101 は、二酸化炭素分子が 1 つの炭素原子と 2 つの酸素原子で構成されていることです。 これらの小さなピースは基本的に接着されています。 しかし、固体酸化物電解槽と呼ばれる MOXIE 内のツールは、科学者が関心を持っている二酸化炭素分子内の酸素フラグメントを収集できます。 完了すると、浮遊しているすべての酸素分子が O2 に再結合されます。O2 は 2 つの酸素原子としても知られ、私たちが知っていて愛する酸素のタイプとしてよく知られています。

違うのは分かっていますが、まだピクサーのウォーリーがやっていることを考えています。 それで、wal-e が言うように: Ta-da!

ラボのクリーン ルームのように見える場所で、Moxie のエンボス加工された金のメカニズムがワイヤーやそれを支えている他の金属デバイスに接続されているのを見ることができます。

NASA のジェット推進研究所の技術者は、火星酸素資源利用実験 (MOXIE) 機器を永続ローバーの胃に降ろしました。

NASA/JPL-カリフォルニア工科大学

「これは、別の惑星体の表面にある資源を実際に使用し、それらを人間の使命に役立つ可能性のあるものに化学的に変換する最初のデモンストレーションです」とホフマンは言いました. 「その意味で歴史的です。」

このプロセスでは、超高温を使用する必要があります – 温度は約華氏1,470度 (摂氏800度) に達します – これがMOXIEに独特の金色のコーティングを与える理由です。

NASA の旗艦ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡と同様に、MOXIE は同じ熱で動作するため、赤外線熱から保護する必要があります。 金メッキはまさにそれを行います。実際、JWST ミラーも正確な理由で金メッキされています。

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ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡のメイン ミラー ウィングの 1 つは、2021 年 5 月のミラー拡散システムの最終テスト中にその場で開きます。この金メッキの美しさをご覧ください。

NASA

次に、MOXIE チームは、「今年で最も激しい」時期に行われる次回の走行など、より激しい条件下でも MOXIE が良好に機能することを実証する予定であると Hecht 氏は述べています。 「すべてを可能な限り高く設定し、可能な限り長く実行します。」

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