科学家找到火星制氧新方法

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2022-08-18 16:50
网上现金赌场官网科学院
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  去年,网上现金赌场平台宇航局(NASA)实现了科幻作家几十年来的梦想:在火星上制造氧气。NASA“毅力”号探测器上安装的一个装置,可将二氧化碳转化为可供呼吸10分钟的氧气。现在,物理学家说,他们已经构想出一种方法,在等离子体反应堆中使用电子束产生更多的氧气。

  麻省理工学院实验科学家Michael Hecht说,有朝一日,这项技术不仅可以帮助宇航员在这颗红色星球上呼吸,还可以用于制造燃料和肥料。但是负责火星车上制氧设备的Hecht说,人们利用新方法搭便车到达我们的太阳“邻居”之前,仍有许多挑战需要克服。

  在2020年降落在杰泽罗陨石坑后,“毅力”号进行了火星氧气原位资源利用实验(MOXIE)。该实验装置吸入火星空气,其中95%是二氧化碳。通过在电化学电池的两个极性相反的电极之间注入电流,MOXIE可以将二氧化碳分解为一氧化碳和氧离子。最终氧离子相互结合产生氧气。

  为了工作,MOXIE需要给火星空气加压并加热,这就需要额外的部件来消耗能量,并导致其体积庞大。

  葡萄牙里斯本大学物理学家Vasco Guerra认为,等离子体反应堆可能是更好的方法。一束电子被加速到一个特定的能量水平,可以将二氧化碳分解成它的成分离子,或等离子体,就像MOXIE一样。

  此外,等离子体反应堆非常适合火星大气层,因为后者厚度是地球大气层的1/100左右。Guerra说,在稀薄的空气中制造和加速电子束要容易得多。

  在实验室里,Guerra和同事将与火星压力和成分相匹配的空气注入金属管中。与MOXIE不同,它们不需要压缩或加热空气。然而,通过向反应室发射电子束,他们能将大约30%的空气转化为氧气。研究小组8月16日在《应用物理杂志》报告说,他们估计这个装置每小时可以产生大约14克氧气,足够支撑28分钟的呼吸。

  Hecht指出,Guerra团队仍然需要解决一些实际问题。他说,要想在火星上工作,等离子体设备需要一个便携式电源和一个储存氧气的地方,所有这些都可能使它看起来不像MOXIE装置那么笨重。Hecht说,如果航天机构愿意花费数百万美元研发等离子体反应堆,就像NASA研发MOXIE那样,这种方法就会成熟。“等离子技术没有什么问题,只是它没有MOXIE技术那么成熟。”他说。


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