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.
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.
