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Das erste Experiment zur Sauerstoffproduktion auf einem anderen Planeten auf dem Mars wurde beendet, nachdem es die ursprünglichen Ziele der NASA übertroffen und Fähigkeiten demonstriert hatte, die künftigen Astronauten bei der Erkundung des Roten Planeten helfen könnten.
An Bord der Perseverance befindet sich ein mikrowellengroßes Instrument namens MOXIE (Mars In Situ Oxygen Resources Experiment).
Die Ich begann zu experimentieren Vor mehr als zwei Jahren, nur wenige Monate nachdem der Rover auf dem Mars gelandet war. Seitdem hat MOXIE 122 Gramm Sauerstoff produziert, was der Menge entspricht, die ein kleiner Hund in 10 Stunden einatmet NASA. Das Instrument wandelt einen Teil des auf dem Mars reichlich vorhandenen Kohlendioxids in Sauerstoff um.
Während seiner Spitzenleistung produzierte MOXIE 12 Gramm Sauerstoff pro Stunde mit einer Reinheit von 98 % oder besser, doppelt so viel wie der NASA-Grenzwert für das Instrument. Am 7. August wurde MOXIE zum 16. und letzten Mal durchgeführt, nachdem alle Anforderungen erfüllt waren.
„Wir sind stolz darauf, fortschrittliche Technologien wie MOXIE zu unterstützen, die lokale Ressourcen in nützliche Produkte für zukünftige Erkundungsmissionen umwandeln können“, sagte Trudy Curtis, Direktorin für Technologieangebote beim Space Technology Mission Directorate im NASA-Hauptquartier, in einer Erklärung. „Indem wir diese Technologie unter realen Bedingungen demonstrieren, sind wir einer Zukunft, in der Astronauten außerhalb der Erde auf dem Roten Planeten leben, einen Schritt näher gekommen.“
Die dünne Marsatmosphäre besteht zu 96 % aus Kohlendioxid, was für Menschen, die Sauerstoff atmen, keine große Hilfe ist. MOXIE funktioniert durch die Spaltung von Kohlendioxidmolekülen, die aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen bestehen. Es trennt Sauerstoffmoleküle und setzt Kohlenmonoxid als Abfallprodukt frei. Während sich die Gase durch das Gerät bewegen, analysiert das System die Reinheit und Menge des Sauerstoffs.
Für die Herstellung des Werkzeugs wurden feuerfeste Materialien wie Vergoldung und Aerogel verwendet, da dieser Umwandlungsprozess Temperaturen von bis zu 1.470 Grad Fahrenheit (798 Grad Celsius) erfordert. Diese Materialien verhindern, dass sich Hitze ausbreitet und Teile des Fahrzeugs beschädigt.
NASA/JPL-Caltech
Ingenieure installierten MOXIE im Jahr 2019 im Chassis des Perseverance-Fahrzeugs.
Etwas, das Kohlendioxid effizient in Sauerstoff umwandeln kann, kann in mehrfacher Hinsicht hilfreich sein. Größere und bessere Versionen von so etwas wie MOXIE könnten in Zukunft Lebenserhaltungssysteme mit Atemluft versorgen und den Sauerstoff umwandeln und speichern, der für den Start von Raketentreibstoff auf dem Weg zurück zur Erde benötigt wird.
„Die beeindruckende Leistung von MOXIE zeigt, dass es möglich ist, Sauerstoff aus der Marsatmosphäre zu extrahieren – Sauerstoff, der dazu beitragen könnte, zukünftige Astronauten mit Atemluft oder Raketentreibstoffen zu versorgen“, sagte die stellvertretende NASA-Administratorin Pam Milroy in einer Erklärung. „Die Entwicklung von Technologien, die es uns ermöglichen, Ressourcen auf dem Mond und dem Mars zu nutzen, ist entscheidend für den Aufbau einer langfristigen Mondpräsenz, den Aufbau einer starken Mondwirtschaft und die Unterstützung der ersten menschlichen Erkundungsexpedition zum Mars.“
Der Transport von Tausenden Pfund Raketentreibstoff und Sauerstoff auf der ersten Reise von der Erde zum Mars wäre sehr schwierig und teuer und würde bedeuten, dass auf dem Raumschiff weniger Platz für andere wichtige Dinge vorhanden wäre. Technologien wie MOXIE können Astronauten dabei helfen, außerhalb der Erde zu leben und die Ressourcen in ihrer Umgebung zu nutzen.
Die Erkenntnisse aus dem kleinen MOXIE-Experiment können nun genutzt werden, um ein vollständiges System zu schaffen, das einen Sauerstoffgenerator umfasst, der auch Sauerstoff verflüssigen und speichern kann.
Der nächste große Schritt in diesem Prozess besteht jedoch darin, andere Technologien auf dem Mars zu testen, die zu weiteren Erkundungen führen können, beispielsweise Werkzeuge und Wohnmaterialien.
„Wir müssen Entscheidungen darüber treffen, was auf dem Mars validiert werden soll“, sagte Michael Hecht, leitender Forscher für MOXIE am MIT, in einer Erklärung. „Ich denke, es gibt viele Technologien auf dieser Liste; Ich bin so froh, dass MOXIE der Erste war.