在火星上制造氧气或成现实
科普小知识2022-03-28 23:16:56
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美国太空网28日报道,美国科学家通过研究彗星如何产生氧分子设计了一个反应堆,在反应堆中,彗星用二氧化碳撞击金箔以获取氧气。他们说新技术有望帮助未来的载人火星探索。
火星离地球很远,所以在火星上制造氧气可以节省很多钱和能源。
由前加州理工学院博士后姚运喜和化学工程教授康斯坦丁诺斯·凯领导的研究小组发现,彗星分子氧也可以由二氧化碳(含有一个碳原子和两个氧原子)产生。因此,他们设计了一个实验,将二氧化碳撞击到金箔的惰性表面。金箔不能被氧化,也不应该产生分子氧,因此氧可以从金表面持续释放。这意味着两个氧原子来自同一个CO2分子,它们可以以一种不寻常的方式有效地分裂。
凯的团队设计的进行反应的装置就像一个粒子加速器,它通过给二氧化碳分子充电,然后用电场加速来产生氧分子。凯说,反应也可能以较慢的速度进行,这也可以解释为什么火星大气中有一些氧气漂浮。
科学家此前认为,火星大气中的稀薄氧气可能是由太阳紫外线照射火星空气中的二氧化碳分子产生的。然而,凯认为,当加速到高速的尘埃粒子撞击大气中的二氧化碳分子时,火星上也会产生氧气。
凯亚斯的反应堆效率很低,每100个二氧化碳分子只能产生一两个氧分子。然而,他表示,该反应堆将进一步改进,为火星上的宇航员提供可呼吸的空气。在地球上,这个反应堆也可能有助于将大气中的二氧化碳转化为氧气。
此外,美国国家航空航天局(美国航天局)即将在火星上测试氧气生成技术。名为“火星氧原位资源利用实验”(莫邪)的演示平台将于明年夏天与火星2020探测器一起发射,并将于2021年2月登陆火星。莫邪将使用电化学方法分解大气中的二氧化碳。美国宇航局希望澄清这种方法是否可以扩展到支持未来可能生活在火星上的人。