“毅力”号首次在火星制氧

【气体分离/4月23日】据美国国家航空航天局（NASA）最新消息，“毅力”号火星探测器在火星上再创佳绩，首次成功地从火星大气中产生了5.4克氧气，这为宇航员未来探索“红色星球”铺平了道路。

在火星上制取和储存氧气意义重大，不仅可以为火箭提供推进剂，还能用于宇航员呼吸。

据NASA介绍称，这是靠“毅力”号火星探测器的一个名为MOXIE的装置实现的。该探测器上搭载了一种实验仪器，称为“火星氧气原位资源利用实验仪”，即MOXIE。该装置只有烤面包机大小，但可以将气体加热到大约1470华氏度，从而把氧气从二氧化碳中分离出来。

火星拥有稀薄大气，大气密度约为地球的1%，主要成分是二氧化碳，含量高达96%。MOXIE的工作原理是将氧原子从二氧化碳中分离出来，生成氧气和一氧化碳，前者被保留存储，后者则作为废气排放。这一转换过程需要在大约800℃的高温环境下进行，因此MOXIE采用了耐高温材料制作。另外，MOXIE外部还镀了一层金，用以反射红外热量，防止毅力号其他部件受损。

4月20日是MOXIE第一次进行制取氧气试验，制取了5.4克氧气，相当于一名宇航员呼吸10分钟的耗氧量。MOXIE在设计上每小时可产生10克氧气。

按NASA的计划，MOXIE将至少再进行9次氧气制取试验。这些试验可分为三个阶段。第一阶段：检测和展现仪器功能；第二阶段：在不同大气条件下运行仪器，比如在不同日期和季节；第三阶段：突破极限，尝试新的操作模式，在三种乃至更多的温度下运行仪器，以作对照。

对于人类登陆火星而言，氧气是至关重要的。

首先，火箭飞离火星需要大量氧气作为助燃剂。比如，在未来的载人登陆火星任务中，让四名宇航员离开火星表面大约需要7吨燃料和25吨氧气。将25吨氧气从地球运至火星是个巨大的挑战，因此得想办法实现原位资源利用。MOXIE的技术将应用于火星大规模制取氧气，未来将向火星运送一台质量高达1吨的氧气转换器，这比直接从地球运输氧气到火星要经济实用得多。

相比之下，宇航员在火星上呼吸所用的氧气就显得小巫见大巫了。四名宇航员在火星上待一年，1吨氧气差不多就够了。