gov-civil-vilareal.ptAls technologisches Novum hat die NASA auf dem Mars einen Schluck Atemluft gemacht
>Ist das nicht ein Hauch frischer Luft: Ein Experiment an Bord des Mars-Rovers Perseverance, das aus Kohlendioxid atembaren Sauerstoff gewinnen soll ist eingeschaltet und funktioniert ! Am 20. April produzierte es 5 Gramm Sauerstoff – keine große Menge, aber es wurde entwickelt, um bis zu 10 Gramm pro Stunde zu produzieren, und dies ist das allererste Mal, dass Sauerstoff aus der nativen Luft auf einem anderen Planeten umgewandelt wurde.
Das Gerät heißt MOXIE – das Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment – und es ist klein (wie alles, was zum Mars geschickt wird, sind Größe und Masse von entscheidender Bedeutung). Es ist etwa 24 x 24 x 31 Zentimeter groß (etwa so groß wie ein Toaster oder eine Autobatterie mit Verbrennungsmotor) und hat eine Masse von 17 Kilogramm, was bedeutet, dass es auf der Marsoberfläche nur 14 Pfund wiegt.
Die Marsatmosphäre besteht zu mehr als 95 % aus Kohlendioxid (der Rest besteht aus Argon und Spurengasen), und jedes Kohlendioxidmolekül enthält zwei Sauerstoffatome. MOXIE arbeitet durch Zeichnen in CO2aus der Luft und mit Strom die Moleküle knacken , wodurch Kohlenmonoxid (CO) und Sauerstoffmoleküle (O2) — für Chemieliebhaber spaltet eine Kathode das CO2und eine Anode sammelt O2. Es verfügt über einen integrierten Sensor, der die Reinheit des O . überprüfen kann2erzeugt und dann wieder in die Atmosphäre entlüftet.
Das MOXIE-Instrument ist hier zu sehen, wie es im März 2019 in den Perseverance-Rover am JPL in Kalifornien eingebaut wurde. Quelle: NASA/JPL-Caltech
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Dazu braucht es etwas Strom und Wärme; MOXIE verbraucht 300 Watt und erzeugt Temperaturen bis 800° C! Es wurde sehr sorgfältig entwickelt, um diese Wärme so abzuführen, dass nichts anderes am Rover beschädigt wird, und ist außerdem isoliert, sodass auch Abwärme keine Probleme verursacht.
MOXIE ist eine Testumgebung, mit der überprüft werden soll, ob so etwas auf dem Mars überhaupt möglich ist. Die Tatsache, dass es überhaupt funktioniert hat, ist sehr cool, und ich werde daran interessiert sein, zu sehen, wie es sich verhält, wenn es auf volle Kapazität hochgefahren wird.
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Der Grund für all dies liegt auf der Hand; der Mensch braucht Sauerstoff zum Leben. Wir verbrauchen etwa 850 Gramm O 2 ein Tag wie wir atmen , oder ungefähr 300 Kilo (fast 700 Pfund) pro Jahr. MOXIE allein kann nicht so viel produzieren, aber auch hier ist es nicht darauf ausgelegt, dies tatsächlich zu tun, sondern nur sicherzustellen, dass die Technologie funktioniert. Dennoch könnten nur vier MOXIEs einen Menschen auf dem Mars atmen lassen. Die erste Menge, die es gemacht hat, 5 Gramm, reicht für etwa 10 Minuten Atem für eine einzelne Person.
Das MOXIE-Experiment befindet sich in der vorderen rechten Ecke des Rovers Perseverance, direkt hinter dem Mast, der viele seiner hochauflösenden Kameras hält. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Aber O2ist viel nützlicher, als nur Tüten mit animiertem Fleisch herumlaufen zu lassen. Es ist auch ein notwendiger Bestandteil von Raketentreibstoffen. Dann braucht es noch viel mehr: Es braucht etwa 6 Tonnen O2pro Astronaut für eine Rakete, um vom Mars in den Weltraum zu gelangen (vorausgesetzt, die Art von Treibstoff, die die NASA für eine zukünftige Mission sucht). Es ist schwierig, so viel Sauerstoff zum Mars zu bringen, also in der Lage zu sein, es zu schaffen vor Ort ist entscheidend für die Erforschung des Menschen. Selbst wenn ein zukünftiges SuperMOXIE mehrere Tonnen wiegt, wäre es auf lange Sicht besser, es zum Mars zu schicken, um Luft zu machen.
MOXIE wird im nächsten Marsjahr (das zwei Erdenjahre lang ist) noch viele Male und unter verschiedenen Bedingungen verwendet werden, um sicherzustellen, dass es zu verschiedenen Tages- und Jahreszeiten gut funktioniert. Auf dem Mars gibt es Jahreszeiten und die Temperaturen schwanken je nach Standort im Laufe eines Tages und eines Jahres ziemlich stark. Daher ist es wichtig zu sehen, wie sich MOXIE unter diesen Umständen verhält.
Die südliche Polareiskappe des Mars (unter Verwendung von Infrarot-, Grün- und Blaulicht), die hauptsächlich aus Wassereis mit einer dünnen Schicht Kohlendioxideis darüber besteht, aufgenommen von Mars Express. Kredit: ESA / G. Neukum (Freie Universitaet, Berlin) / Bill Dunford
Falls Sie sich fragen, wird die Verwendung von etwas wie MOXIE zur Terraformung des Mars – erdähnlicher mit einer atmungsaktiven Atmosphäre – nicht funktionieren, zumindest nicht allein. Nehmen wir einmal an, Sie könnten 1000 Tonnen CO . umwandeln2in die2pro Tag: Es würde immer noch 70 Millionen Jahre dauern, um die gesamte Atmosphäre umzuwandeln. Und selbst dann ist es noch lange nicht genug; der Massensauerstoff in der Erdatmosphäre ist 40 mal die Masse von die gesamte Marsatmosphäre . Es wäre also immer noch nur ein Bruchteil des benötigten Sauerstoffs*.
Und Sie würden immer noch Stickstoff oder ein anderes Inertgas benötigen, um den größten Teil der restlichen Luft dort zu bilden. Wie ich bereits erwähnt habe, gibt es nicht genug gefrorenes CO2an den Polen, um eine Delle in diesen Zahlen zu machen. Wenn wir den Mars bewohnbar machen wollen, braucht es noch viel mehr Aufwand.
Aber die gute Nachricht ist, dass, wenn wir Menschen auf den Mars bringen, wir sie nicht brauchen, um an der frischen Luft herumlaufen zu können. Sie können in Lebensräumen leben, entweder über oder unter der Erde, was viel weniger Sauerstoff benötigt2arbeiten. MOXIE ist der erste Schritt dazu, und bisher scheint es ein guter zu sein.
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*Sie würden insgesamt weniger brauchen, weil der Mars kleiner ist, aber das ist eine winzige Korrektur im Vergleich zu einem massiven Defizit.
