인류가 화성을 식민지로 만들겠다는 목표가 또 하나의 큰 진전을 이루었습니다. 2021년 NASA가 발사한 퍼서비어런스 화성 탐사선에는 화성의 희박한 공기를 산소로 바꾸는 데 성공하는 장치가 탑재돼 있으며, 12번 이상의 작동을 거쳐 생성된 산소는 강아지가 10 시간 동안 숨을 쉴 수 있을 만큼 충분하다 . 과학자들의 다음 단계는 화성에 산소 생산 공장을 건설한다는 궁극적인 목표를 가지고 이 기술을 산소와 로켓 연료 생산으로 확장하는 것입니다.

 

화성의 대기는 95%의 이산화탄소와 3%의 질소로 구성되어 있으며, 산소는 미량입니다. NASA는 현장 자원 활용 가능성을 테스트해 왔으며, 2021년에는 MIT가 설계한 토스터 크기의 장치인 MOXIE 에 Perseverance 탐사선을 따라 화성으로 가서 산소를 생산할 수 있는지 확인하도록 요청했습니다.

 

이 장치는 한 번에 한 시간 동안 작동하며 밤과 낮에 온도가 섭씨 100 도 이상 변할 때 산소를 생성하는 것을 포함하여 화성 연도 내내 다양한 ​​대기 조건에서 장비가 작동할 수 있는지 테스트합니다 . 이산화탄소는 탄소 원자 1개와 산소 원자 2개입니다 .MOXIE 의 작동 원리는 전기화학 공정을 사용하여 산소 분자를 분리하고 일산화탄소 폐기물을 배출하는 것입니다.가스가 장비를 통해 흐를 때 시스템은 산소 순도와 양을 분석합니다. 산소 생산 공정은 많은 전력을 소모하고  800°C에 달하는 고온에서 작동해야 하기 때문에 과학자들은 열이 빠져나가 장비가 손상되는 것을 방지하기 위해 금 코팅, 에어로젤 등 내열 소재를 사용합니다.

 

그 결과는 연구원들이 예상했던 것보다 더 성공적이었으며, 2.5 년 만에 강아지가 10시간 동안 살아갈 수 있는 양인 122g 의 산소를 생산했습니다 . NASA는 최대 생산 수준이 시간당 12g 의 산소를 생산할 수 있다고 밝혔는데, 이는 추정치의 두 배이며 순도는  98% 이상이다 . 장치의 타당성을 입증한 후 다음 단계는 장치를 확장하고 산소 발생기 와 산소를 액화 및 저장하는 방법을 포함하여 더 크고 진보된 시스템을 구축하는 것입니다.

 

NASA의 궁극적인 목표는 언젠가 인간이 숨을 쉴 수 있을 만큼 충분한 산소를 생산하고 화성으로 돌아가는 로켓에 연료를 공급하는 것입니다. 연구자들은 2년 반 안에 최초의 인류를 화성에 착륙시키는 것이 목표라면 화성에서 지구로 귀환하는 데 필요한 로켓 연료를 충족하기 위해서는 산소 생산 속도가 시간당 2~3kg이 되어야 한다고 추정한다. 현재 MOXIE 속도는 시간당 6 ~ 3kg , 8g 이므로 시스템은 MOXIE 보다 수백 배 더 커야 합니다 . 또한 산소는 로켓 추진제로 사용되기 전에 액화되어야 하는데, 현재  MOXIE에서는 이를 수행할 수 없습니다.

 

Scale-up 과정에는 아직 해결해야 할 문제가 많아 현재 장비는 1회에 1시간만 작동할 수 있지만, 자동 모드에서 25~ 30 톤의 산소를 연속 생산해 1시간 동안 연속 작동하는 것이 이상적인 시스템이다.  10,000 시간. 과학자들은 또한 기기가 오랫동안 혹독한 화성 기후에 노출된 후 노화되고 성능이 저하되는지 관찰해야 합니다. 산소 제조 공장은 많은 양의 전력을 소비하며 과학자들은 NASA의 Kilopower 핵분열로가 해결책이 될 수 있다고 말합니다. 산소 생산 공장도 신뢰성이 높아야 하고 자동 기능을 갖춰야 합니다. 결국 화성의 기후는 크게 변하기 때문에 전체  MOXIE 시스템이 지속적으로 작동하려면 화성 대기에 적응하도록 자동으로 조정할 수 있어야 합니다.

 

 

https://technews.tw/2023/09/08/scientist-plan-to-produce-oxygen-on-mars/