우주 비행사 우주 정거장 멀게 보일지 모르지만 지구에서 불과 248마일 거리에 있습니다. 뉴욕에서 워싱턴 DC까지 차로 이동하는 거리보다 조금 더 걸립니다. 필요한 모든 것을 비교적 짧은 시간에 배달할 수 있습니다. 화성을 방문하는 우주비행사들은 그렇게 쉽게 접근할 수 없을 것입니다. 지구에서 붉은 행성의 평균 거리는 140억 XNUMX천만 마일입니다.
보급 임무를 계획할 수 있지만 모두 비용이 많이 들고 비실용적일 것입니다. 마크 와트니처럼 XNUMXD덴탈의 화성인, 탐험가는 땅에서 살다 도.
우주 비행사가 필수품을 생산할 수 있는 방법에 대한 많은 제안이 있었지만 최근까지 현장에서 테스트된 기술은 없었습니다. 이제 라는 기계 덕분에 목시에, NASA의 Perseverance 로버에 싣고 인간이 화성에서 산소를 만들 수 있을 것이라고 확실히 말할 수 있습니다.
안에 이번주에 발표된 논문 과학의 발전, 조사관은 2021년 내내 XNUMX시간 동안의 실험을 통해 MOXIE가 이산화탄소를 나무 한 그루의 산소로 안정적으로 전환할 수 있음을 보여주었다고 말했습니다. 다양한 온도와 압력, 낮과 밤, 겨울과 여름에 걸친 테스트에서 이 기계는 화성의 대기를 꾸준히 들이마셨고 시간당 최소 XNUMXg의 산소를 내뿜었습니다.
MOXIE는 공기를 빨아들이고 먼지를 걸러내고 가스를 압축하고 섭씨 800도까지 가열하는 방식으로 마술을 부립니다. 가열된 공기는 이산화탄소를 분리하는 고체 산화물 전기분해 기구를 통해 흐릅니다. 화성 대기의 96%-산소와 일산화탄소로. 그런 다음 기계는 산소를 분리하고 다른 가스와 함께 일산화탄소를 배기 가스로 배출합니다.
MOXIE 부주임연구원인 제프리 호프만(Jeffrey Hoffman) MIT 학과 교수는 “이것은 다른 행성 표면의 자원을 실제로 사용하고 화학적으로 변형하여 인간의 임무에 유용한 최초의 시연”이라고 말했다. 항공 및 우주 비행학, 석방.
화성의 '숲'
시위는 시작일 뿐입니다. 미래 버전, '작은 가슴 냉동고' 정도의 크기, 수백 그루의 나무에 해당하는 속도로 산소를 생산할 것입니다. 26개월 동안 시간당 약 XNUMX킬로그램의 산소를 생산하는 이 기계는 우주 비행사가 숨을 쉬게 하고 집으로 가는 데 연료를 공급하기 위해 저장 탱크에 연료를 공급할 수 있습니다.
거기에 도달하려면 기계가 혹독한 화성 환경에서 논스톱으로 작동할 수 있음을 증명해야 하고 훨씬 더 많은 전력이 필요합니다.
"전력은 확장된 MOXIE에서 가장 개선될 것으로 예상되는 영역입니다." 마이클 헥트 박사, MIT Haystack Observatory의 부국장이자 MOXIE의 수석 연구원은 다음과 같이 말했습니다. 특이점 허브.
“Perseverance에서 우리는 시간당 약 300g의 산소를 생산하기 위해 최대 8와트를 사용합니다. 이는 실제로 CO10 분자를 분리하는 데 필요한 전기화학적 전력의 양에 비해 효율성이 2%를 넘지 않습니다. 우리는 상세한 연구를 바탕으로 본격적인 시스템의 효율성이 90% 이상일 것으로 기대합니다.”
이러한 이득 중 일부는 더 큰 기계가 더 낮은 압력에서 작동할 수 있기 때문에 압축 시 에너지를 절약할 수 있다고 Hecht 박사는 말했습니다. 그러나 대부분은 규모의 경제 덕분일 것입니다. 예를 들어 동일한 전자 장치로 그램 또는 킬로그램을 생산할 수 있습니다.
물론 여전히 안정적인 전원이 필요합니다. Hecht 박사에 따르면 (현재 NASA에서 개발 중인) 약 10킬로와트 용량의 원자로가 그 트릭을 수행해야 합니다.
원자력 발전의 이점은 신뢰성과 수명입니다. 태양 전지판으로 구동되는 NASA의 Opportunity Rover는 전 세계적인 먼지 폭풍이 태양을 가리면서 운명을 맞았습니다. 반면에 Perseverance의 원자력은 자급식이며 14년 동안 평가.
먼지 폭풍이라고 하면 공기를 빨아먹고 사는 기계에 대해 몇 주 또는 몇 달 동안 지속되는 글로벌 폭풍 강력한 적처럼 보일 것입니다. 실제로 Hecht 박사는 집에 있는 공기 필터가 막힐 것으로 예상하는 것처럼 화성에서도 같은 일이 일어날 것이라고 말했습니다.
“먼지 여과에 대해 많이 연구했는데 자연이 우리에게 친절을 베푸는 사례 중 하나인 것 같습니다. 폭풍 자체는 지속적인 먼지 흡입만큼 문제가 되지 않는다”고 말했다. "하지만 다행스럽게도 먼지는 낮은 압력에서 쉽게 공기 흐름을 따르지 않으므로 공기가 시스템으로 유입될 때 모서리를 돌게 하는 간단한 배플을 사용하여 거의 모든 먼지를 제거할 수 있습니다."
몇 가지 큰 질문에 대한 답변이 있었지만 팀은 MOXIE를 계속 테스트할 계획입니다. 그들은 화성의 온도가 더 격렬하게 변하는 황혼과 새벽에 그것을 실행하고 더 많은 산소를 생산하기 위해 밀어 내고 마모를주의 깊게 모니터링합니다. 한편, 전기분해 장치를 만든 회사인 Oxeon은 이미 지구로 돌아와 테스트를 완료했습니다. 100배 더 큰 시스템.
다음 중지 화성?
완제품이 얼마나 빨리 필요할지는 확실하지 않습니다. NASA는 올해 달에 디딤돌인 아르테미스 2030호를 발사할 계획이며, 결국에는 화성으로 향할 예정입니다. 한편 중국은 붉은 행성을 주목하고 있고 SpaceX는 화성 로켓을 완성하기 위해 돌진하고 있습니다. 터치다운의 목표 날짜는 XNUMX년 후반부터 XNUMX년대까지입니다.
지금과 그때 사이에 우리는 많은 중요한 문제를 해결해야 합니다. 그러나 집으로 가는 여행을 위해 숨을 쉴 공기와 연료를 생산하는 방법을 알아내는 것은 확인해야 할 큰 상자입니다. "그것은 고대부터 탐험가들이 해온 일입니다."라고 호프만은 말했습니다. 이야기 XNUMXD덴탈의 워싱턴 포스트. "가는 곳에서 사용할 수 있는 리소스를 찾고 사용 방법을 알아보세요."
이미지 신용 : NASA
