发布单位： 台北市立天文科学教育馆
在火星上进行的一项实验证实从稀薄的火星大气中提取可呼吸的氧气是可行的 。MOXIE （Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment） 安装于毅力号火星探测车的腹部 ，透过电解的过程将火星上的二氧化碳分解为一氧化碳和氧气 ，以产生少量但稳定的氧气供应 。
图说： MOXIE 于 2019 年被放入毅力号的底盘 ，任务期间共 16 次从火星大气中提取氧气 。图片来源： NASA/JPL-Caltech
MOXIE 在第 16 次也是最后一次产生氧气后 ，它的运行即将结束 ，事实证明从火星大气中提取氧气是可行的 。这些氧气可以为未来的太空人提供可呼吸的空气或火箭推进剂 ，这将对人类最初的火星探索活动至关重要 。自 2021 年 2 月毅力号登陆火星以来 ，地球上的控制人员向 MOXIE 发送命令 ，以了解它在不同火星条件下的运行情况 。而经过 16 次的运行 ，MOXIE 共产生了 122 克氧气 ，这大约足以让一只小狗呼吸 10 个小时 ，或一个人呼吸 4 个小时 。
MOXIE 制氧过程先透过过滤器吸入火星空气并将其净化 ，净化后的空气被压缩 、加热 ，然后通过固体氧化物电解器 （SOXE） ，电解槽将二氧化碳分解成一氧化碳和氧离子 。一氧化碳被释放回火星大气中 ，而氧离子则重新结合成氧分子 ，测量氧气的数量和纯度之后 ，再释放至大气中 。每次运行需要几个小时 ，经过几个小时的预热后 ，MOXIE 在每次实验中收集氧气 1 小时 ，然后关闭电源 。在这一小时的运行中 ，预期 MOXIE 可产出 10 克的氧气 ，大约可提供一名太空人 20 分钟的呼吸量 ，但实际上能生产多少 ，则不一定 。在 8 月 7 日第 16 次运行中 ，MOXIE 提取了约 9.8 克氧气 ，非常接近其目标 ，这表示尽管火星大气稀薄 ，但仍可以产生氧气 ，从而减少需要从地球运送的货物量 。
在火星上生活一年太空团队的呼吸需求和为太空船提供动力所需的液体推进剂 ，约需 500 吨的氧气 ，在人类尝试在这颗红色星球上长期停留之前 ，还有许多问题需要测试和解决 ，氧气只是其中之一 。研究人员表示仍需决定哪些事情需要在火星上进行验证 ，这份清单上将会有许多技术 ，但很高兴 MOXIE 排在第一位 。有关 MOXIE 前 7 次运行的论文 ，于去年发表于 《Science Advances》 期刊上 。 （编译/台北天文馆赵瑞青）
资料来源： Science Alert