移民火星解决大气问题（氧气自由指日可待）

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作者：王茸

校对：杨伯顺 王婧彧 张砚斌 张宇辰

审阅：牧夫天文校对组

后台：库特莉亚芙卡 李子琦 徐玖坤 胡永葳

小家伙最近搞出了大动作。

就在上周，NASA宣布了一个大新闻：毅力号火星车在火星大气里就地取材，成功制备了氧气！注意，这可是人类首次在其他星球上造出了氧气，此后，必将源源不断地由此产生新的发展。去往火星的宇航员以后就能享受“氧气自由”了吧。

不光要知其然，也要知其所以然。先来了解一个叫做MOXIE的新玩意儿。MOXIE的全称是the Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment，翻译过来就是火星氧气原位资源利用实验。这个小家伙由MIT团队打造，和吐司机的大小类似，跟随毅力号火星车在二月一起降落在火星表面， MOXIE的设计原理有点接近于树的光合作用，吸入二氧化碳，吐出可供人类呼吸的氧气。

MOXIE的成功还挺不容易的，从地球出发一路来到火星，风尘仆仆，落地时还要经历翻滚。地球上的科学家们在实验室只能进行模拟实验，因此不能完全还原火星的低引力，低气压和高辐射的场景。小家伙最后能成功，就是依靠“摸着石头过河”的大胆假设和小心尝试。

Credit: NASA

终于落了地，机器完好，先做一次保守的尝试吧。选在午夜，周围寒冷，空气足够厚重的时刻，预热两小时，开始工作一小时。成功了！首次制得的5.4克氧气，足够一名宇航员自由呼吸10 分钟。接下来，MOXIE团队将分析所获氧气的纯度。

Current sweeps是指在制氧过程中两次检查仪器时发生的氧气制备速度下降情况。

Credit: MIT Haystack Observatory

下一次实验，我们就选在中午空气略微稀薄的时候，修改一些变量，一步一步升高实验难度。这些尝试将被分为三个阶段。第一阶段是检查并测试仪器，第二阶段是测试MOXIE在不同大气条件下的表现。最后一个阶段会引入新模型或者加入新场景，比如比较在不同温度下的运行情况等。

考眼力，大家看看MOXIE被安装在了火星车的哪个位置

Credit: NASA

只靠MOXIE一台机器并不足以让火星上的人类实现氧气自由。但它的后继者，即更大型的MOXIE们，可以让火星居民们不用等待来自地球的昂贵且漫长的补给。举个例子，将4名宇航员带离火星表面大约需要7000千克的燃料以及25000千克的氧气。如果宇航员在火星上生活工作需要的氧气量则少得多，大约需要1000千克左右。

从地球带货25000千克的氧气运到火星听起来像是史前文明的传说，但是，如果我们能传送一个1000千克氧气制备机来生成这25000千克的氧气，也就是一个大型的MOXIE，是不是更实际和便宜呢？5.4克只是一个开始，意味着从科幻到现实的第一步已经完成。

参考文献：

https://www.bostonglobe.com/2021/04/22/metro/mit-experiment-moxie-successfully-produces-oxygen-mars/

https://www.space.com/perseverance-rover-makes-mars-oxygen-moxie

https://mars.nasa.gov/news/8926/nasas-perseverance-mars-rover-extracts-first-oxygen-from-red-planet/

https://news.mit.edu/2021/aboard-nasa-perseverance-mars-rover-moxie-creates-oxygen-0421

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版面编排：琇 茹

责任编辑：杨伯顺

牧夫新媒体编辑部

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