火星上制作氧气

毅力号火星探测器作为新一代火星车，由美国的初一学生亚历山大·马瑟命名[1][2]，用于搜寻火星上过去生命存在的证据。它于北京时间2021年2月19日凌晨4点55分左右在火星杰泽罗陨石坑内以壮观的“空中起重机”方式安全着陆。

科幻作家几十年来一直有一个梦想：在火星上制造氧气，这一梦想终于在去年由毅力号实现了。2021年4月，据美国《世界日报》报道，美国国家航空航天局的“毅力”号火星车，将火星大气中的部分二氧化碳成功转化为氧气。毅力探测器上安装的一个装置MOXIE，可将二氧化碳转化为可供呼吸10分钟的氧气。一个只有饭盒大小的仪器，可以地完成一棵树的制氧工作。

首先通过一个过滤器，将火星空气吸入，清除其中的污染物。然后空气被加压，并被送入固体氧化物电解槽，通过电化学方法将富含二氧化碳的空气分解成氧离子和一氧化碳。接下来，氧离子被分离并重新组合，形成可供呼吸的分子氧。MOXIE 会测量分子氧的生成量和纯度，然后将它与一氧化碳和其他大气气体一起无害地释放回空气中。

MOXIE的装置利用这种电和化学方法，将二氧化碳分子中的1个碳原子和2个氧原子分解。第一次运行时，MOXIE产生了5克氧气，相当于一名从事正常活动的宇航员约10分钟所需的氧气量。目前，该装置每小时可产生10克左右的氧气。

MOXIE由美国麻省理工学院设计，采用如镍合金的耐热材料制成，其设计可承受运行所需的800摄氏度高温。同时，该装置的薄型金属涂层，还可确保热能不会散发，这样可以保证在低温的火星表面也损害设备。

自 2021 年 2 月着陆以来，MOXIE 的工程师在一个火星年中启动了 7 次仪器，每次都需要几个小时来预热，然后再花一个小时来制造氧气，最后再关闭电源。目前，MOXIE只能 需满足短期运行。根据研究团队安排的探测时间表，它在每次运行的前后都会启动和关闭。

要实现向火星上移民，就需要大量的氧气。而长时间制造氧气，MOXIE还不能完成任务。有些专家认为一种借助等离子体的新方法。等离子体是物质的第四种聚合状态，包含自由带电粒子：电子和离子。电子很轻，很容易通过电场加速至非常高的能量。高速运动的电子碰上二氧化碳分子，可以直接破坏它或传输能量使其振动产生能量，这种能量可在很大程度上用于分解二氧化碳。巴黎综合理工学院等离子体物理实验室专家制出二氧化碳等离子体，然后将其用于研究如何在火星就地取材，进行加工，生产产品。

也有科学家们将目光投入到生物技术在火星上制造氧气。研究人员指出，我们可以将蓝藻发送到火星，蓝藻也不同于一般的植物，它是一种能进行产氧性光合作用的大型单细胞原核生物，它可以利用很少的阳光就进行光合作用，为将来的移民环境生产氧气。

希望人类不断发展和创新，能够利用火星中二氧化碳，大规模转化成氧气，从而为人类迁徙到火星创造条件！