火星上雖然有氧氣，但其含量非常低，不足以讓人直接呼吸。為了支持人類未來探索這顆紅色行星，美國宇航局(NASA)與麻省理工學院(MIT)聯(lián)手開發(fā)出可在火星上使用的制氧機，其產(chǎn)生的氧氣與地球上的一棵小樹相當。

這個項目名為MOXIE，也就是“火星氧氣就地資源利用實驗”的縮寫，它是NASA“毅力號(Perseverance)”火星任務的重要組成部分，旨在首次嘗試將來自外星的資源轉(zhuǎn)化為對人類執(zhí)行太空任務有用的東西。麻省理工學院的研究人員發(fā)現(xiàn)，他們研發(fā)的設備可以從火星大氣富含的二氧化碳中提取氧氣，而且可以全天候運轉(zhuǎn)。

前NASA宇航員、MOXIE任務次席研究員、麻省理工學院航空航天工程教授杰弗里·霍夫曼(Jeffrey Hoffman)說：“這是自古以來探險家們始終在做的事情：找出你要去的地方有哪些資源可用，并找到如何使用它們的方法。”

目前，太空機構(gòu)、科學家和企業(yè)家都在呼吁人類探索火星。盡管最近遇到了麻煩，但NASA備受期待的登月任務“阿爾忒彌斯”(Artemis)被認為是未來十年探索火星的中轉(zhuǎn)站。世界首富、SpaceX創(chuàng)始人埃隆·馬斯克(Elon Musk)暗示，將在2029年前實現(xiàn)載人登月。

但霍夫曼表示，要讓人類登上火星需要克服諸多挑戰(zhàn)。比如，在前往火星的漫長旅程中，宇航員不得不忍受高水平的宇宙輻射。往返火星可能需要8個多月的時間，所以太空旅客必須有充足的食物和藥品。

不過，最重要的可能是提供充足的氧氣。在火星上建立起臨時棲息地后，宇航員們需要在里面能夠自由呼吸。當他們外出探索火星時，也需要在太空服中加注氧氣。在宇航員們從火星返回地球時，同樣需要利用氧氣制造關(guān)鍵的火箭推進劑。

霍夫曼說，航天機構(gòu)可以向火星發(fā)射足夠多的氧氣，供宇航員呼吸和重返家園，但這樣做的代價將非常昂貴，因為這將需要多次火箭發(fā)射。而從火星大氣的二氧化碳中提取氧氣則會更便宜?；鹦谴髿庵卸趸妓急壤哌_96%。

為了測試將二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣的能力，NASA去年在其毅力號任務中也發(fā)射了一個金色的小盒子。自2021年4月以來，MOXIE任務已經(jīng)進行了幾次測試，在火星的不同時間和不同季節(jié)條件下制造氧氣。在每次實驗中，這個盒子每小時大約產(chǎn)生6克氧氣，相當于地球上一棵普通小樹的產(chǎn)出量。

如果這項技術(shù)測試成功，科學家們將需要擴大制氧機的體積，并確保它能夠持續(xù)運行?；舴蚵f，為了維持人類登上火星并讓他們安全返回，每小時至少需要產(chǎn)生約2到3千克的氧氣，這需要將制氧機的效率提高數(shù)百倍。

麻省理工學院MOXIE任務首席研究員邁克爾·赫克特(Michael Hecht)說：“我們唯一沒有證明的是，制氧機在黎明或黃昏是否能正常運行，因為那時火星上的溫度變化很大。但當我們實現(xiàn)最后的里程碑時，將來人類或許可以在任何時候在火星上跑步。”

NASA和麻省理工學院的工程師們計劃將MOXIE裝置推向極限，提高其氧氣生產(chǎn)能力，并確保它在火星春季期間工作，因為那時火星的大氣密度達到最大，二氧化碳水平也更高。赫克特說：“我們會將各種標準提高到極限，并讓制氧機盡可能長時間地運行。”

工程師們將監(jiān)測機器的磨損情況，看其是否能夠承受足夠的壓力，從而證明它可以被改裝成能夠連續(xù)運行數(shù)千小時的完整系統(tǒng)。如果這些嘗試取得成功，將對人類探索太空產(chǎn)生巨大影響。

霍夫曼說：“為了支持人類登上火星，我們必須從地球帶上很多東西，包括氧氣。但如果我們能在火星上就地制造氧氣，那會將太空探索向前推進一大步。” (小小)

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