Марсоход "Персеверанс" впервые выработал кислород на Красной планете

Прибор на борту марсохода Perseverance начал производство кислорода на Марсе.

Прибор на борту марсохода Perseverance начал производство кислорода на Марсе.
Иллюстрация NASA/JPL-Caltech.

Прибор MOXIE может проложить дорогу масштабным фабрикам кислорода на Марсе.

Прибор MOXIE может проложить дорогу масштабным фабрикам кислорода на Марсе.
Фото NASA/JPL-Caltech.

mars.nasa.gov
Прибор на борту марсохода Perseverance начал производство кислорода на Марсе.
Прибор MOXIE может проложить дорогу масштабным фабрикам кислорода на Марсе.

Прибор на борту ровера Perseverance получил кислород из углекислого газа марсианской атмосферы. Это первый подобный опыт на другой планете. В будущем такие установки могут снабжать кислородом марсианских колонистов.

Атмосфера Марса на 96% состоит из углекислого газа (CO2). Его можно разложить на угарный газ (CO) и чистый кислород (O2). Этот способ получения кислорода в условиях Красной планеты обсуждается давно. Подобный процесс многократно воспроизводился в земных лабораториях, но до сего дня никто не пробовал и в самом деле провести такой опыт на Марсе.

Первопроходцем в этом деле стал прибор MOXIE на борту ровера Perseverance. MOXIE – это аббревиатура от словосочетания Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment, то есть "Эксперимент [по получению] марсианского кислорода с использованием местных ресурсов".

Этот небольшой прибор размером с тостер может вырабатывать до десяти граммов кислорода в час. Такого количества живительного газа хватило бы одному человеку на 20 минут дыхания.

Отметим, что осуществить эту, казалось бы, простейшую химическую реакцию вовсе не так просто, когда речь идёт о компактном устройстве на борту марсохода. Процесс разложения углекислого газа в MOXIE идёт при температуре 800 °C. Поэтому инженерам пришлось изготовить детали прибора из термостойкого никелевого сплава. Также нужно было позаботиться, чтобы работа устройства не перегревала другие системы ровера. Да и вообще энергию следовало расходовать экономно, ведь радиоизотопный генератор Perseverance – всё-таки не Братская ГЭС. По этой причине нагреваемый элемент MOXIE покрыт аэрогелем, сохраняющим тепло, и тончайшей золотой плёнкой, отражающей инфракрасные волны обратно в зону нагрева.

Прибор MOXIE может проложить дорогу масштабным фабрикам кислорода на Марсе.

MOXIE был впервые включен 20 апреля 2021 года, на 60-й марсианский день (сол) после посадки марсохода. Он выработал пять граммов кислорода и тем самым доказал, что действительно способен работать в условиях Красной планеты.

"Это важный первый шаг в преобразовании углекислого газа в кислород на Марсе, – отмечает Джеймс Рейтер (James Reuter), помощник администратора Управления космических технологий НАСА. – MOXIE есть над чем поработать, но результаты этой демонстрации технологии многообещающи, поскольку мы приближаемся к нашей цели: однажды увидеть людей на Марсе".

Экипажу из четырёх человек на год требуется около тонны кислорода для дыхания. Но это не главная статья расходов в кислородном бюджете марсианской колонии. Чтобы отправить тех же четверых колонистов домой, нужно семь тонн ракетного топлива и 25 тонн кислорода, обеспечивающего горение этого самого топлива.

По расчётам экспертов, более мощная версия MOXIE весом в одну тонну могла бы выработать такое количество кислорода в течение года. То есть на Красную планету с Земли можно доставить не 25 тонн груза, а всего одну. Это в буквальном смысле огромное облегчение, учитывая, в какую сумму обходятся грузоперевозки по маршруту "Земля – Марс".

Между прочим, проект MOXIE стал первым в истории космонавтики экспериментом по использованию ресурсов другой планеты для чего-то практически полезного. Это важная "первая ласточка". Только опора на местные ресурсы и может позволить человечеству когда-нибудь колонизировать Солнечную систему.

Впереди у MOXIE ещё не менее девяти включений в течение ближайшего марсианского года (это около двух земных). Исследователи планируют проверить его работу в разных режимах, а также в разное время года и суток. Это позволит получить лучшее представление о работоспособности будущей более мощной установки в течение марсианского года.

Напомним, что недавно на Красной планете прошёл ещё один важный эксперимент, который станет основой для будущих миссий: на Марсе впервые взлетел вертолёт, также доставленный на Красную планету вместе с марсоходом Perseverance. Между тем у ровера впереди обширная программа собственных научных исследований, а также сбор образцов грунта для последующей отправки на Землю.