為殖民火星鋪路？NASA計劃2020年在火星上製造氧氣！

NASA計劃利用火星大氣層製造氧氣

科技訊 據《每日郵報》報道，美國航空航天局制訂了一項新計劃，克服未來殖民火星的最大障礙之一。

美國航空航天局代理局長羅伯特·萊特福德（Robert Lightfoot）表示，在執行「火星2020」計劃發射火星車登陸火星時，他們計劃利用火星本身的大氣層製造氧氣。

美國航空航天局的這項計劃包括把微生物帶到火星，利用由麻省理工學院研發的名為MOXIE的設備，讓微生物製造氧氣，並收集氧氣供人類呼吸使用。

萊特福德向Futurism表示，下一個火星車「火星2020」將開展一項試驗，利用火星大氣層製造氧氣，顯然這是為未來人類登陸火星進行準備工作。

美國航空航天局2014年首次公布「火星2020」火星車時公布了這項計劃。

麻省理工學院研製的制氧設備MOXIE

MOXIE是「Mars Oxygen In situ resource utilization Experiment」（火星氧氣原地資源利用實驗）的簡稱，是從全球研究團隊提交的58個方案中篩選出來的。整個過程是燃料電池的一個逆過程，需要把微生物——例如細菌或藻類由地球運載到火星。

微生物利用火星土壤作為燃料，生產出氧氣，生成的氧氣可以收集起來，供人類呼吸使用。這樣，人類在登陸火星時就無需再攜帶大量液態氧了。

把微生物攜帶到火星

另外，微生物生成的氧氣還可以用作由火星返回地球的火箭燃料，這可是人類由火星返回地球的最大成本之一。

目前，麻省理工學院和美國航空航天局噴氣推進實驗室在聯合設計MOXIE，在技術方面處於領先地位，美國航空航天局將領導有效載荷的設計和開發工作。

在典型的燃料電池中，燃料和氧化劑（通常是氧氣）混合加熱，生成電能。在這一逆向燃料電池過程中，由獨立設備產生的電能，與火星大氣中的二氧化碳結合，可以生成氧氣和一氧化碳，這一過程被稱作「固體氧化物電解」。

美國麻省理工學院哈伊斯塔克天文台研究管理副主任、MOXIE設備首席調研員邁克爾·赫克特（Michael Hecht）說，「在地球上，這是一種獨特的燃料電池過程，但如果想在火星上使用發動機，卻沒有氧氣可供使用。為了在火星上使用發動機，我們需要攜帶的物質中，逾75%將是氧氣。」

實驗室實驗證明這一技術是可行的，如果MOXIE被證實能在火星上可靠地運行，未來會推出規模更大的類似系統，支持人類呼吸，為往返於地球和火星之間的宇宙飛船提供燃料。

赫克特描述了人類往返火星的長期計劃，其中包括向火星運載一個小型核反應堆和放大版MOXIE。

未來數年，氧氣罐將注滿氧氣，供登陸火星的人類使用。赫克特說，一旦人類登陸火星，「他們就有電源、有燃料，火星上的基礎設施也已經建成——這是我們追求的目標」。

火星大氣層遠比地球稀薄

這項計劃是改造火星、使之與地球同樣宜居計劃的早期步驟。不過，即使可行的話，對火星進行改造，使之像地球一樣宜居也將需要數千年時間。火星大氣層比地球要稀薄得多，而且含氧量僅為0.13%。地球大氣層氧氣和氮氣含量分別為21%和78%。在火星大氣層中，二氧化碳含量為95.32%，氮氣含量為2.7%，氬氣含量為1.6%。另外，它還含有微量其他元素。

雖然登陸火星似乎一直以來都是一項艱巨任務，但大氣層問題是人類在火星上生存面臨的真正挑戰。美國航空航天局和SpaceX需要的不僅僅是登陸火星這一象徵性勝利，它們希望人類能留在火星上對這顆星球進行進一步研究，把它作為未來深空探測的跳板，甚至通過它更深入地了解我們人類自己。

火星車2020想像圖

萊特福德強調，人類探索宇宙只能通過循序漸進、集腋成裘的方式進行，這意味著我們必須逐步探索太空，以對它有更多了解。

想像中的火星車2020結構圖

想像中的火星車2020結構圖目前，人類已經登陸月球，並建造了國際空間站。萊特福德說，「了解我們目前的火星探測計劃會發現，我們儘可能地利用了國際空間站，例如生命支持系統，我們在國際空間站上對登陸火星的生命支持系統進行了測試。」

火星車2020可能的著陸點之一

美國航空航天局上周宣布，在執行「火星2020」任務期間，它將利用包括高科技X射線在內的一系列技術，在火星上搜尋微生物。

火星車2020可能的著陸點之二

這些開拓性技術將幫助專家發現火星生命的「生命信號」，製作火星的高解析度地圖。這些儀器曾被用來在深海、深海熱泉等地區尋找地球上最早期的生命信號。「火星2020」任務將不僅僅在火星上尋找宜居的跡象，還將搜索遠古微生物存在的跡象。

火星車2020可能的著陸點之三

「火星2020」火星車將對選定著陸點進行掃描，然後拍攝詳細照片，並收集火星岩石樣本帶回地球。

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