01 Eyl 2022 (Nanowerk Haberleri) Mars'ın kırmızı ve tozlu yüzeyinde, Dünya'dan yaklaşık 100 milyon mil uzakta, beslenme çantası büyüklüğündeki bir alet, küçük bir ağacın işini güvenilir bir şekilde yapabileceğini kanıtlıyor. MIT liderliğindeki Mars Yerinde Oksijen Kaynak Kullanımı Deneyi veya MOXIE, NASA'nın Perseverance gezici misyonunun bir parçası olarak Mars yüzeyine indiği Şubat 2021'den bu yana Kızıl Gezegenin karbondioksit açısından zengin atmosferinden başarıyla oksijen üretiyor. . Dergide yayınlanan bir çalışmada Bilim Gelişmeler (“Mars Oksijen ISRU Deneyi (MOXIE)—İnsanlı Mars keşfine hazırlanıyor”), araştırmacılar, 2021 yılı sonuna kadar MOXIE'nin, gündüz ve gece dahil olmak üzere çeşitli atmosferik koşullarda ve Mars'ın farklı mevsimleri boyunca yedi deneysel çalışmada oksijen üretebildiğini bildirdi. Her denemede cihaz, saatte altı gram oksijen üretme hedefine ulaştı; bu, Dünya'daki mütevazı bir ağacın hızı kadardı. Araştırmacılar, 2021 yılı sonuna kadar MIT liderliğindeki MOXIE projesinin Kızıl Gezegen üzerinde yedi deneysel çalışmada oksijen üretebildiğini bildirdi. (Resim: NASA/JPL-Caltech) Araştırmacılar, MOXIE'nin büyütülmüş bir versiyonunun, birkaç yüz ağaç oranında sürekli olarak oksijen üretmek üzere, insanlı bir görev öncesinde Mars'a gönderilebileceğini öngörüyor. Bu kapasitede sistem, hem insanların vardıklarında hayatta kalmalarını sağlayacak hem de astronotların Dünya'ya geri dönmesi için bir rokete yakıt sağlayacak kadar oksijen üretecek. Şu ana kadar MOXIE'nin istikrarlı üretimi bu hedefe doğru umut verici bir ilk adımdır. MIT Haystack Gözlemevi'ndeki MOXIE misyonunun baş araştırmacısı Michael Hecht, "Gelecekteki sistemleri daha büyük ölçekte bilgilendirecek muazzam miktarda bilgi öğrendik" diyor. MOXIE'nin Mars'taki oksijen üretimi aynı zamanda "yerinde kaynak kullanımının" ilk gösterimini de temsil ediyor; bu, bir gezegenin malzemelerinin (bu durumda Mars'taki karbondioksit) toplanıp kullanılmasıyla gerekli kaynakları (oksijen gibi) üretmek için kullanılması fikridir. aksi takdirde Dünya'dan nakledilmeleri gerekir. MIT Departmanı'nda uygulama profesörü olan MOXIE baş araştırmacı yardımcısı Jeffrey Hoffman, "Bu, başka bir gezegensel cismin yüzeyindeki kaynakların gerçekten kullanılmasının ve bunları kimyasal olarak insanlı bir görev için yararlı olacak bir şeye dönüştürmenin ilk gösterimidir" diyor. Havacılık ve Uzay Bilimleri. "Bu anlamda tarihi bir olay." Hoffman ve Hecht'in MIT ortak yazarları arasında MOXIE ekip üyeleri Jason SooHoo, Andrew Liu, Eric Hinterman, Maya Nasr, Shravan Hariharan ve Kyle Horn'un yanı sıra MOXIE'nin gelişimini, uçuş yazılımını, uçuş yazılımını, lansmandan önce paketleme ve test etme.

Mevsimsel hava

MOXIE'nin mevcut versiyonu, Perseverance gezicisine sığması için tasarım gereği küçüktür ve gezicinin keşif programına ve görev sorumluluklarına bağlı olarak kısa süreler boyunca çalışacak, her çalıştırmada açılıp kapanacak şekilde inşa edilmiştir. Bunun aksine, tam ölçekli bir oksijen fabrikası ideal olarak sürekli çalışacak daha büyük üniteleri içerecektir. MOXIE'nin mevcut tasarımındaki gerekli tavizlere rağmen cihaz, Mars atmosferini güvenilir ve verimli bir şekilde saf oksijene dönüştürebildiğini gösterdi. Bunu öncelikle Mars havasını kirletici maddelerden temizleyen bir filtreden geçirerek yapıyor. Daha sonra hava basınçlandırılır ve OxEon Energy tarafından geliştirilen ve üretilen, karbondioksit açısından zengin havayı elektrokimyasal olarak oksijen iyonlarına ve karbon monoksite ayıran bir cihaz olan Katı Oksit Elektrolizörü (SOXE) aracılığıyla gönderilir. Oksijen iyonları daha sonra izole edilir ve nefes alabilen moleküler oksijen veya O oluşturmak üzere yeniden birleştirilir.2MOXIE daha sonra karbon monoksit ve diğer atmosferik gazlarla birlikte zararsız bir şekilde havaya geri salmadan önce miktar ve saflık açısından ölçüm yapar. Gezginin Şubat 2021'deki inişinden bu yana, MOXIE mühendisleri Mars yılı boyunca cihazı yedi kez çalıştırdı; her seferinde ısınması birkaç saat sürdü, ardından gücü kapatmadan önce oksijen üretmek bir saat daha aldı. MOXIE'nin gezegenin atmosferik koşullarındaki değişimlere uyum sağlayıp sağlayamayacağını görmek için her çalışma günün veya gecenin farklı bir saatinde ve farklı mevsimlerde planlandı. Hoffman, "Mars'ın atmosferi Dünya'dan çok daha değişkendir" diyor. “Havanın yoğunluğu yıl boyunca iki kat değişebilir ve sıcaklık 100 dereceye kadar değişebilir. Hedeflerimizden biri her mevsim koşabileceğimizi göstermek.” Şu ana kadar MOXIE, Mars günü ve yılının neredeyse her anında oksijen üretebildiğini gösterdi. Hecht, "Gösteremediğimiz tek şey, sıcaklığın önemli ölçüde değiştiği şafak vakti veya alacakaranlıkta koşmaktı" diyor. "Bunu yapmamıza izin verecek bir kozumuz var ve bunu laboratuvarda test ettiğimizde, gerçekten her an koşabileceğimizi gösterecek son dönüm noktasına ulaşabiliriz."

Oyunun ilerisinde

MOXIE, Mars'ta oksijen üretmeye devam ederken, mühendisler kapasitesini artırmayı ve özellikle atmosferik yoğunluğun ve karbondioksit seviyelerinin yüksek olduğu Mars baharında üretimini artırmayı planlıyor. Hecht, "Bir sonraki çalışma yılın en yüksek yoğunluğunun olduğu dönemde olacak ve biz sadece mümkün olduğu kadar çok oksijen üretmek istiyoruz" diyor. “Bu yüzden her şeyi cesaret edebildiğimiz kadar yükseğe ayarlayacağız ve mümkün olduğu kadar uzun süre devam etmesine izin vereceğiz.” Ayrıca sistemi aşınma ve yıpranma belirtileri açısından da izleyecekler. MOXIE, Perseverance gezicisindeki birkaç deneyden yalnızca biri olduğu için, tam ölçekli bir sistem gibi sürekli olarak çalışamaz. Bunun yerine cihazın her çalıştırmada başlatılması ve kapatılması gerekir; bu da zamanla sistemi bozabilecek bir termal strestir. Eğer MOXIE defalarca açılıp kapanmasına rağmen başarılı bir şekilde çalışabiliyorsa, bu, sürekli çalışacak şekilde tasarlanmış tam ölçekli bir sistemin bunu binlerce saat boyunca yapabileceğini gösteriyor. Hoffman, "Mars'a yapılacak insanlı bir misyonu desteklemek için Dünya'dan bilgisayarlar, uzay kıyafetleri ve yaşam alanları gibi pek çok şey getirmemiz gerekiyor" diyor. “Ama aptal eski oksijen? Eğer oraya varabilirsen, devam et; oyunun çok ilerisindesin."