화성에서 산소를 생산하는 펀드인 NASA의 MOXIE를 만나보세요.

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인류가 미래에 화성을 탐사하려면 산소를 생산해야 합니다. 이제 지구상에 있는 작은 토스터 크기의 장치가 바로 그 일을 합니다.

연구에서 이번주 출시 Science Advances 저널에서 Massachusetts Institute of Technology의 연구원들은 MOXIE로 알려진 화성 현장에서 산소 자원을 사용한 실험이 화성 대기에 풍부하게 존재하는 이산화탄소로부터 산소를 생성할 수 있음을 보여줍니다.

이 실험은 NASA 실험의 일부입니다. 인내 미션 로버 연구원들은 2021년 2월 화성에 착륙한 것은 다른 행성의 자원이 인간의 임무에 유용한 것으로 바뀐 것은 이번이 처음이라고 말했습니다. NASA의 제트 추진 연구소와 매사추세츠 공과 대학에서 만든 작은 상자는 지구에 있는 작은 나무의 출력과 일치하는 충분한 산소를 생산하며 화성의 여러 계절 동안 낮과 밤에 그렇게 할 수 있습니다.

NASA의 전 우주비행사이자 MOXIE 임무의 수석 연구원이자 MIT 항공 공학 교수인 Jeffrey Hoffman은 “이것은 고대부터 탐험가들이 해 온 일”이라고 말했습니다. “가는 곳에서 어떤 리소스를 사용할 수 있는지 알아보고 사용 방법을 배우십시오.”

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우주 기관, 과학자 및 기업가는 인간이 화성을 탐험할 것을 촉구하고 있습니다. 달에 대한 NASA의 오랫동안 기다려온 격동의 아르테미스 임무는 향후 10년 정도의 화성 탐사를 위한 디딤돌이 될 것입니다. 중국은 이 행성에 사람들을 보내기를 희망합니다 2033년. 세계에서 가장 부유한 사람이자 SpaceX의 CEO인 Elon Musk는 2029년.

호프만은 인간을 화성에 데려가려면 몇 가지 복잡한 일이 필요하다고 말했습니다. 우주 비행사는 행성으로의 긴 여행 동안 높은 수준의 우주 방사선을 견뎌야 합니다. 화성을 오가는 데 8개월 이상이 걸릴 수 있으므로 우주 여행자를 위한 식량과 의약품이 풍부해야 합니다.

아마도 가장 중요한 것은 안정적인 산소 공급이라고 Hoffman은 말했습니다. 우주 비행사는 화성에 설정한 임시 서식지에서 숨을 쉬거나 행성을 탐험하기 위해 우주복 탱크에서 숨을 쉴 때 필요합니다. 화성에서 지구로 돌아오는 데 필요한 연료를 로켓에 제공하는 것도 중요한 동기입니다.

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호프만은 우주 기관이 우주 비행사가 숨을 쉬고 집으로 돌아갈 수 있도록 화성에 충분한 산소를 보낼 수 있지만 그렇게 하는 것은 여러 로켓 발사가 필요하기 때문에 매우 비쌀 것이라고 말했습니다. 그는 대기 중 이산화탄소로 화성에서 산소를 생산하는 것이 더 저렴할 것이라고 말했다. 화성의 대기는 96%가 이산화탄소로 이루어져 있습니다.

이산화탄소를 산소로 전환하는 능력을 테스트하기 위해 NASA는 작년 Perseverance Rover 임무에 작은 금 상자를 가져왔습니다. 2021년 4월부터 MOXIE는 화성의 다양한 시간대와 다양한 계절 조건에서 산소를 생성하는 여러 테스트를 수행했습니다. 각 실험 동안 상자는 시간당 약 6g의 산소를 생산했으며, 이는 지구에 있는 적당한 나무의 생산량과 같습니다. (향후 논문에 발표될 가장 최근의 테스트에서 Hoffman은 기계 생산량이 시간당 10g으로 증가했다고 말했습니다.)

기술이 완성되면 과학자들은 기계를 극적으로 확장하고 지속적으로 작동할 수 있도록 해야 합니다. 화성에 대한 인간의 임무를 유지하고 사람들을 다시 데려오려면 다년간의 임무 동안 시간당 최소 4.5~6.5파운드의 산소가 생성되어야 한다고 호프만은 말했습니다. 그는 “몇 백 배는 더 걸릴 것”이라고 말했다.

NASA의 화성 탐사선 Persevere는 고대 생명체를 찾기 위한 경착륙을 목표로 합니다.

기계는 몇 가지 지정된 시간을 제외하고 화성의 대부분의 시간 동안 작동할 수 있습니다.

우리가 보여주지 않은 유일한 것은 온도가 상승하는 새벽이나 황혼에 달리는 것입니다. [on Mars] MIT의 Haystack Observatory에서 MOXIE 임무의 수석 연구원인 Michael Hecht는 “그것은 극적으로 변화합니다”라고 말했습니다. “우리는 그렇게 할 수 있는 에이스를 가지고 있으며, 일단 실험실에서 테스트하면 이 마지막 위업에 도달하여 언제든지 실제로 달릴 수 있음을 보여줄 수 있습니다.”

엔지니어들은 MOXIE 기기를 한계까지 밀어붙이고 산소 생산 능력을 높이고 행성의 대기가 조밀하고 이산화탄소 수준이 높은 화성의 봄 동안 작동하도록 할 계획입니다. Hecht는 “우리는 모든 것을 우리가 감히 할 수 있는 한 높이 올릴 것이며 가능한 한 오랫동안 실행하도록 할 것입니다.”라고 말했습니다.

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엔지니어는 기계의 마모를 모니터링하고 수천 시간 동안 지속적으로 작동할 수 있는 본격적인 시스템으로 전환할 수 있다고 제안하기에 충분한 스트레스를 견딜 수 있는지 확인합니다. 그렇다면 효과는 상당할 수 있습니다.

호프만은 “화성에 대한 인간의 임무를 지원하려면 지구에서 많은 것을 가져와야 합니다. “하지만 멍청한 늙은 산소? 당신이 그것을 가능하게 할 수 있다면 계속하십시오. 당신은 게임보다 훨씬 앞서 있습니다.”

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