而根據(jù)周三發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一項(xiàng)研究，這個(gè)裝置背后的團(tuán)隊(duì)證實(shí)，MOXIE一直工作得很好，事實(shí)上，它的氧氣產(chǎn)出率與一棵普通地球樹(shù)的產(chǎn)出率相當(dāng)。

【資料圖】

到2021年底，大量的數(shù)據(jù)顯示，MOXIE在七個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行中，以及在各種大氣條件下，成功地達(dá)到了每小時(shí)6克的氧氣目標(biāo)輸出。這包括白天和夜晚，不同的火星季節(jié)和其他類(lèi)似的情況。

麻省理工學(xué)院海斯塔克天文臺(tái)MOXIE任務(wù)的主要研究人員Michael Hecht在一份新聞稿中說(shuō)：“我們唯一沒(méi)有證明的是在黎明或黃昏時(shí)分運(yùn)行，當(dāng)時(shí)溫度正在發(fā)生重大變化。我們確實(shí)有一張王牌，可以讓我們做到這一點(diǎn)，一旦我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里進(jìn)行測(cè)試，我們就可以達(dá)到最后一個(gè)里程碑，表明我們真的可以隨時(shí)運(yùn)行。”

對(duì)于科學(xué)家和航天機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，MOXIE的承諾尤其令人振奮，因?yàn)樘嶙h的宇航員火星探險(xiǎn)的時(shí)間表，對(duì)于學(xué)習(xí)如何保證未來(lái)紅色星球太空探險(xiǎn)者的安全來(lái)說(shuō)，期限迫在眉睫。

例如，SpaceX首席執(zhí)行官埃隆-馬斯克的人類(lèi)登陸火星的目標(biāo)似乎是2029年，而NASA自己即將進(jìn)行的Artemis I 登月任務(wù)是為了給計(jì)劃在2030年代或2040年代進(jìn)行的火星考察鋪平道路。MOXIE副首席研究員、麻省理工學(xué)院教授Jeffrey Hoffman在一份新聞稿中說(shuō)：“為了支持人類(lèi)的火星任務(wù)，我們必須從地球上帶來(lái)很多東西，如計(jì)算機(jī)、宇航服和棲息地。但是糟糕的舊氧氣？如果你能做到這一點(diǎn)，那就去做吧 -- 你已經(jīng)領(lǐng)先于游戲了。”

就目前而言，MOXIE是超級(jí)小的（它基本上只有一個(gè)烤面包機(jī)大小），但這有可能是一件好事。這意味著，如果科學(xué)家們能夠以某種方式擴(kuò)大圖案立方體的尺寸，MOXIE可以每小時(shí)制造的氧氣遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)6克。

Hecht說(shuō)：“我們已經(jīng)學(xué)到了大量的知識(shí)，這將為未來(lái)更大規(guī)模的系統(tǒng)提供參考。”

研究人員表示，也許有一天，它最終可以以幾百棵樹(shù)的速度生產(chǎn)氧氣，從而在宇航員到達(dá)火星后維持他們的生命，并為需要這種生命元素的火箭提供燃料，將船員帶回地球。

Hecht在去年NASA的一份新聞稿中說(shuō)：“宇航員如果在火星表面呆上一年，他們之間可能會(huì)使用一噸。但是，根據(jù)航天局的說(shuō)法，在未來(lái)的任務(wù)中讓四名宇航員離開(kāi)火星表面將需要大約15000磅（約7噸）的火箭燃料和55000磅（約25噸）的氧氣。從地球上帶來(lái)所有這些氧氣將是超級(jí)昂貴和低效的。”

因此，正如霍夫曼所說(shuō)，為什么不直接在干旱的星球上制造所有的氧氣呢？

MOXIE是如何工作的？

在火星上，MOXIE正在積極地將火星大氣中的二氧化碳--該元素占了高達(dá)96%--轉(zhuǎn)化為可呼吸的氧氣。

一個(gè)小小的化學(xué)常識(shí)是，二氧化碳分子是由一個(gè)碳原子和兩個(gè)氧原子組成的。但是MOXIE中的一個(gè)儀器，稱(chēng)為固體氧化物電解器，可以在科學(xué)家感興趣的那些二氧化碳分子中收獲氧氣位。一旦完成，所有自由漂浮的氧氣顆粒就會(huì)重新組合成O2，也就是有兩個(gè)氧原子的分子，也就是我們所知道和喜愛(ài)的那種氧氣。

Hoffman說(shuō)：“這是第一次展示實(shí)際利用另一個(gè)行星體表面的資源，并將其化學(xué)地轉(zhuǎn)化為對(duì)人類(lèi)任務(wù)有用的東西。從這個(gè)意義上說(shuō)，它是歷史性的。”

在這個(gè)過(guò)程中，需要使用超高的熱量--達(dá)到大約1470華氏度（800攝氏度）的溫度--這也是讓MOXIE擁有獨(dú)特的金色涂層的迷人原因。

就像NASA開(kāi)創(chuàng)性的詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）一樣，MOXIE必須被遮擋住紅外線的熱量，因?yàn)樗旧砭褪怯脽醽?lái)操作的。金色涂層正是這樣做的，事實(shí)上，JWST的反射鏡也因?yàn)檫@個(gè)原因而涂有金色涂層。

接下來(lái)，MOXIE團(tuán)隊(duì)打算證明MOXIE在更密集的條件下工作得很好，比如即將到來(lái)的下一次運(yùn)行，將在“一年中密度最高的時(shí)候”發(fā)生。Hecht說(shuō)：“我們將把一切都設(shè)置得盡可能高，并讓它盡可能長(zhǎng)時(shí)間地運(yùn)行。”