Moxy NASA-triomf

Door met de Perseverance-rover te rijden, heeft het instrument bewezen een haalbare technologie voor astronauten te zijn Mars Om zuurstof te produceren voor brandstof en ademhaling.

Wanneer de eerste astronauten op Mars landen, beschikken hun nakomelingen mogelijk over een apparaat ter grootte van een magnetron, dankzij de lucht die ze inademen en de raketbrandstof die ze mee naar huis nemen.

Dit instrument, genaamd MOXIE (Mars Oxygen Resource Utilization Experiment), genereerde voor de 16e en laatste keer aan boord zuurstof. NASARover-doorzettingsvermogen. Nadat de tool veel succesvoller is gebleken dan de makers ervan bij MIT (Massachusetts Institute of Technology) Naar verwachting zullen de activiteiten eindigen.

“De indrukwekkende prestaties van MOXIE laten zien dat het mogelijk is om zuurstof uit de atmosfeer van Mars te halen – zuurstof die zou kunnen helpen bij het leveren van ademende lucht of raketbrandstof voor toekomstige astronauten”, aldus NASA-adjunct-beheerder Pam Milroy. “Het ontwikkelen van technologieën die ons in staat stellen hulpbronnen op de maan en Mars te gebruiken is van cruciaal belang voor het opbouwen van een langdurige aanwezigheid op de maan, het creëren van een robuuste maaneconomie en het mogelijk maken van een eerste menselijke verkenningscampagne naar Mars.”

MOXIE (Mars Oxygen Resource Utilization Experiment) werd in 2019 in de romp van NASA’s Perseverance-rover neergelaten. Tijdens de missie haalde MOXIE 16 keer zuurstof uit de atmosfeer van Mars om een ​​methode te testen waarmee toekomstige astronauten raketbrandstof konden maken die ze zou lanceren. . Terug naar de aarde. Afbeelding tegoed: NASA/JPL-Caltech

Sinds de Perseverance-rover in 2021 op Mars landde, heeft MOXIE in totaal 122 gram zuurstof geproduceerd, wat een kleine hond in 10 uur inademt. MOXIE kon met zijn hoogste efficiëntie 12 gram zuurstof per uur produceren – het dubbele van de oorspronkelijke doelstellingen van NASA voor het instrument – ​​met een zuiverheid van 98% of beter.

In de 16e ronde, op 7 augustus, produceerde het apparaat 9,8 gram zuurstof. MOXIE voldeed met succes aan al zijn technische vereisten en werd gedurende een heel Marsjaar onder verschillende omstandigheden gebruikt, waardoor de ontwikkelaars van het instrument veel over de technologie konden leren.

Innovatieve technologie voor toekomstige verkenningen

“We zijn er trots op geavanceerde technologie zoals MOXIE te ondersteunen, die binnenlandse hulpbronnen kan omzetten in nuttige producten voor toekomstige verkenningsmissies”, zegt Trudy Curtis, technologiedemonstratiemanager voor het Space Technology Mission Directorate (STMD) op het NASA-hoofdkwartier in Washington. Financiert de MOXIE-demonstratie. “Door deze technologie in reële omstandigheden te bewijzen, zijn we een stap dichter bij een toekomst waarin astronauten buiten de aarde op de Rode Planeet leven.”

MOXIE produceert moleculaire zuurstof via een elektrochemisch proces dat afzonderlijke zuurstof scheidt maïs van elk molecuul koolstofdioxide dat uit de dunne atmosfeer van Mars wordt gepompt. Terwijl deze gassen door het systeem stromen, worden ze geanalyseerd om de zuiverheid en de hoeveelheid geproduceerde zuurstof te controleren.

Leiderschap in het gebruik van hulpbronnen van Mars

Terwijl veel van de experimenten van Perseverance zich richten op de fundamentele wetenschappelijke doelstellingen van de missie, heeft MOXIE zich gericht op toekomstige menselijke verkenningen. MOXIE diende als de allereerste demonstratie van technologie die mensen konden gebruiken om op de Rode Planeet te blijven en deze te verlaten. Het zuurstofproductiesysteem zou toekomstige missies op verschillende manieren kunnen helpen, maar de belangrijkste zal dienen als bron van raketbrandstof, die in industriële hoeveelheden nodig zal zijn om de raketten samen met de astronauten op hun terugreis naar huis te lanceren.

In plaats van grote hoeveelheden zuurstof mee te nemen naar Mars, zouden toekomstige astronauten buiten de aarde kunnen leven en materialen kunnen gebruiken die ze op het aardoppervlak vinden om te overleven. Dit concept – in situ resource benutting of ISRU genoemd – heeft zich ontwikkeld tot een groeiend onderzoeksgebied.

“MOXIE heeft duidelijk als inspiratiebron gediend voor de ISRU-gemeenschap”, zegt de hoofdonderzoeker van het instrument, Michael Hecht van MIT. “Het toonde aan dat NASA bereid was te investeren in dit soort toekomstige technologie. Het was een pionier die invloed had op de opwindende ruimtevaartindustrie.”

NASA’s Perseverance-rover, weergegeven in deze weergave, bevat een apparaat genaamd MOXIE. Het produceerde effectief zuurstof op Mars, waardoor de weg werd vrijgemaakt voor toekomstige astronauten om te profiteren van de hulpbronnen van de planeet om te overleven en te reizen. Afbeelding tegoed: NASA/JPL-Caltech

Toekomstgerichte focus

De volgende stap zal niet het bouwen van MOXIE 2.0 zijn, hoewel Hecht en zijn team veel hebben geleerd over het ontwerpen van een efficiëntere versie van de tool. In plaats daarvan zou het een grootschalig systeem creëren dat een zuurstofgenerator zoals MOXIE zou omvatten en een manier om die zuurstof vloeibaar te maken en op te slaan.

Maar bovenal zou Hecht graag zien dat andere technologieën een wending nemen op Mars. “We moeten beslissingen nemen over welke dingen we op Mars moeten valideren”, zei Hecht. “Ik denk dat er veel technologieën op die lijst staan; Ik ben zo blij dat MOXIE de eerste was.

Het ISRU Mars Oxygen Experiment (MOXIE) is een exploratietechnologieonderzoek dat zuurstof zal produceren uit koolstofdioxide in de atmosfeer van Mars. Krediet: NASA

Meer over de missie

Het belangrijkste doel van de Perseverance Mars-missie is astrobiologie, inclusief de zoektocht naar tekenen van oud microbieel leven. De rover zal de geologie en het klimaat van de planeet in het verleden beschrijven, de weg vrijmaken voor menselijke verkenning van de Rode Planeet, en zal de eerste missie zijn om Mars-rotsen en regoliet (vermalen rotsen en stof) te verzamelen en op te slaan.

Latere NASA-missies, in samenwerking met de European Space Agency (ESA)Europese Ruimtevaartorganisatie), zal een ruimtevaartuig naar Mars worden gestuurd om deze verzegelde monsters van het oppervlak te verzamelen en terug te sturen naar de aarde voor diepgaande analyse.

De Mars 2020 Perseverance-missie maakt deel uit van NASA’s Moon to Mars-verkenningsaanpak, die Artemis-missies naar de maan omvat die zullen helpen bij de voorbereiding op menselijke verkenning van de Rode Planeet.

NASA’s Jet Propulsion Laboratory, dat voor het agentschap wordt beheerd door het California Institute of Technology in Pasadena, Californië, heeft de Perseverance-rover gebouwd en beheerd.

Laboratorium voor straalaandrijving Beheert het MOXIE-project voor het Technology Demonstration Assignment Program binnen STMD. MOXIE werd ook ondersteund door het Directoraat Exploration Systems Development Mission en het Directoraat Wetenschapsmissies van NASA.