Эксперимент Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) начал свою работу по добыче кислорода из атмосферы Марса ещё весной 2021 года, через два месяца после прибытия на поверхность Красной планеты на борту марсохода Perseverance. В новой научной работе, опубликованной в издании Science Advances, учёные проанализировали достижения MOXIE – и заключили, что у технологии выдающийся потенциал.
С момента посадки инструмент запускали семь раз, каждый раз при разных атмосферных условиях. MOXIE справился со всеми испытаниями, вырабатывая по 6 грамм кислорода в час – примерно как среднее дерево на Земле – днём и ночью в любое время года.
Атмосфера Марса намного более изменчива, чем Земли. В течение года плотность воздуха может меняться вдвое; разница между самой низкой и самой высокой температурой может быть до 100 градусов. Одна из наших целей – показать, что прибор работает в любых условиях.
Джеффри Хоффман, заместитель руководителя эксперимента MOXIE, соавтор статьи
Цикл работы MOXIE начинается с очищения марсианского воздуха от пыли при помощи фильтра. Затем воздух нагревается до температуры 800°C и под давлением направляется в инструмент Solid OXide Electrolyzer (SOXE), который разделяет его на ионы кислорода и монооксид углерода. Эти ионы и рекомбинируются в молекулы кислорода.
Прибор, установленный на Perseverance – всего лишь экспериментальный прототип. Его размер ограничен возможностями ровера; к тому же, он может работать только в течение коротких периодов времени, требуя нескольких часов на подготовку перед каждым тестовым «пробегом» и полностью отключаясь после.
Впрочем, авторы исследования считают, что успешные результаты эксперимента свидетельствуют о целесообразности технологии. Более того, MOXIE – первая демонстрация концепции In-Situ Resource Utlilzation, использования локальных планетарных материалов для производства необходимых ресурсов (например, кислорода) вместо доставки их с Земли.
Испытания ещё не подошли к концу: следующий запуск прибора состоится марсианской весной, когда плотность атмосферы достигает своего пика.
Следующий эксперимент будет при самой высокой плотности атмосферы за год, и мы хотим добыть столько кислорода, сколько можем. Мы запустим прибор на полную и оставим работать как можно дольше.
Майкл Хехт, руководитель эксперимента MOXIE, соавтор статьи
Учёные будут следить за состоянием прибора: необходимость разогрева перед каждым запуском подвергает его значительным тепловым нагрузкам. Если MOXIE может исправно функционировать в таких условиях, то, вероятно, созданные для непрерывной работы крупномасштабные системы смогут обеспечивать марсианские колонии кислородом годами напролёт.