【儀商訊】目前，美國(guó)宇航局制定一項(xiàng)新計(jì)劃：在火星制造氧氣，以此克服未來(lái)殖民火星的一個(gè)最大障礙。

美國(guó)宇航局代理局長(zhǎng)羅伯特·萊特福特（Robert Lightfoot）稱，美國(guó)宇航局計(jì)劃在火星2020任務(wù)中著陸一輛登陸車，利用火星大氣層制造氧氣，這項(xiàng)計(jì)劃包括：將微生物帶到火星表面，使用美國(guó)麻省理工學(xué)院研制的MOXIE設(shè)備，通過(guò)微生物制造氧氣，并將這些氧氣供給人類呼吸。

萊特福特說(shuō)：“‘火星2020’作為下一個(gè)火星登陸車，將進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，我們將嘗試從火星大氣層中產(chǎn)生氧氣，顯然這將有助于人類在火星表面生存下來(lái)?！睋?jù)悉，美國(guó)宇航局于2014年首次提出這項(xiàng)計(jì)劃，當(dāng)時(shí)該機(jī)構(gòu)還首次公布了“火星2020”登陸車方案。

“MOXIE”是火星氧氣原位資源利用實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)稱，是從世界各地研究小組提交的58份提案中挑選出來(lái)的，這一實(shí)驗(yàn)是一個(gè)反轉(zhuǎn)燃料電池利用過(guò)程，需要從地球向火星運(yùn)送微生物，例如：細(xì)菌或者藻類。

之后微生物抵達(dá)火星，將使用火星封作為燃料釋放氧氣，這些氧氣進(jìn)行采集，并用于呼吸。同時(shí)，這些氧氣能以液氧形式進(jìn)行存儲(chǔ)，作為探測(cè)器返回地球的火箭燃料，從而抵消了人類返回地球的最大一項(xiàng)成本開支。

目前，麻省理工學(xué)院與美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行合作，共同設(shè)計(jì)MOXIE設(shè)備，它在火星表面的任務(wù)架構(gòu)和計(jì)劃操作方面處于技術(shù)領(lǐng)先地位，而美國(guó)宇航局將負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和開發(fā)有效載荷。

在典型的燃料電池中，燃料與氧化劑（通常是氧）放在一起加熱，制造出電能。然而，在這種反向燃料電池中，由一個(gè)單獨(dú)機(jī)器產(chǎn)生的電能將與火星空氣中的二氧化碳結(jié)合制造出氧氣和二氧化碳，這一過(guò)程叫做“固體氧化物電解”。

美國(guó)麻省理工學(xué)院哈伊斯塔克天文臺(tái)MOXIE設(shè)備首席調(diào)查員邁克爾·赫克特（Michael Hecht）說(shuō)：“在地球上這是一種非常奇特的燃料電池制造方法，但在火星表面，如果你希望運(yùn)行一臺(tái)機(jī)器設(shè)備，火星環(huán)境是沒(méi)有氧氣的。未來(lái)我們?cè)诨鹦潜砻孢\(yùn)行的75%以上機(jī)器設(shè)備需要氧氣。”

實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)已證實(shí)這是可能的，并且如果MOXIE設(shè)備被證實(shí)能夠在火星表面正常運(yùn)行，這樣的系統(tǒng)之后會(huì)在更大的范圍內(nèi)引入，供給人類呼吸，以及燃料補(bǔ)給往返于兩顆星球之間。

赫克特描述了人類往返火星的一項(xiàng)長(zhǎng)期計(jì)劃，其中包括：發(fā)送火星表面一個(gè)小型核反應(yīng)堆，以及一個(gè)放大比例的MOXIE設(shè)備。

在幾年時(shí)間里，火星表面的氧氣罐將被注滿，便于登陸火星的人類宇航員使用，赫克特說(shuō)：“一旦宇航員們登陸火星，他們有自己的動(dòng)力源，以及燃料，同時(shí)任務(wù)設(shè)備已準(zhǔn)備就緒，這就是我們要做的?！?

這項(xiàng)計(jì)劃是火星環(huán)境地球化改造的早期替代方案，如果有可能的話，火星環(huán)境地球化改造需要數(shù)千年才能完成。火星大氣層比地球大氣層更稀薄，氧氣含量只有0.13%，然而地球大氣層是由21%氧氣和78%氮?dú)鈽?gòu)成，剩余成分95.32%是二氧化碳，1.6%是氬，以及其它微量成分。雖然抵達(dá)火星一直都是一項(xiàng)艱巨任務(wù)，但是火星大氣障礙更是人類未來(lái)需要面對(duì)的真正挑戰(zhàn)。

目前，美國(guó)宇航局和SpaceX公司并不認(rèn)為抵達(dá)火星就是象征性的勝利，而是希望更進(jìn)一步地研究火星，并使用火星作為未來(lái)太空探索的起點(diǎn)，甚至作為一種方法更多地了解我們?nèi)祟悺?/span>

萊特福特說(shuō)：“我們?cè)囍M(jìn)一步確認(rèn)什么時(shí)候進(jìn)行太空科學(xué)任務(wù)或者人類太空飛行任務(wù)，這將是人類探索和科學(xué)研究的一個(gè)交際點(diǎn)。”他強(qiáng)調(diào)稱，這只能通過(guò)循序漸進(jìn)的步驟和一些小勝利來(lái)實(shí)現(xiàn)，意味著我們必須進(jìn)入太空學(xué)習(xí)更多的知識(shí)。目前，我們已登陸月球，并建造了國(guó)際空間站，當(dāng)人們規(guī)劃未來(lái)太空計(jì)劃（例如火星旅行），我們將盡可能地使用國(guó)際空間站，它將成為我們的生命維持系統(tǒng)，我們將在那里進(jìn)行測(cè)試。

上周，美國(guó)宇航局宣稱，在2020火星任務(wù)中將使用包括高科技X射線等技術(shù)搜尋潛在的火星微生物。這些開拓性技術(shù)將幫助專家們發(fā)現(xiàn)火星生命的“生物特征”，幫助他們繪制火星郵票大小區(qū)域的高分辨率地圖，之前這些設(shè)備用于搜尋地球最早期生命跡象，例如：深海、熱液噴口和海底山脊等。

這項(xiàng)任務(wù)不僅可搜尋遠(yuǎn)古火星潛在的生命宜居證據(jù)，還能搜尋火星遠(yuǎn)古微生物存在跡象。尋找地球上最古老生命證據(jù)的新方法已導(dǎo)致生物特征識(shí)別能力的飛躍發(fā)展，專家們將使用X射線熒光光譜儀和拉曼光譜法，記錄分子中的振動(dòng)情況，從而繪制巖石中的元素、礦物和有機(jī)化合物。