火星でどのように呼吸しますか？
NASAの将来のミッションは完了までに約5年かかる可能性がある。科学者たちは計画を立てている
この組織は火星酸素 ISRU 実験 (MOXIE) を創設しました。このシステムは、7月に打ち上げられた火星探査機「マーズ・パーサヴィアランス」でテストされている。
この装置は二酸化炭素を変換します。火星の大気の 96% は酸素です。火星では酸素は大気の 0.13% しか占めていないのに対し、地球の大気には 21% が含まれています。実際、このシステムは木のように機能し、ポンプで火星の空気を吸い込み、各二酸化炭素 (CO2) 分子から 2 つの酸素原子を分離します。
ワシントン大学の専門家は、MOXIE を補完する別の方法を提案しました。彼らの技術により、火星の塩湖から酸素を抽出することが可能になりました。
その実験手法は教授によって提案されたビジェイ・ラマニ。これには、まったく異なるリソースの使用が含まれます。私たちは火星の表面の下にある湖からの塩水について話しています。火星に存在する水のほとんどは、極地でも中緯度でも氷です。
ラマニの技術によると、デバイスは水を取り、それを水素と酸素に分割します。教授と彼の同僚による関連研究がジャーナルPNASに掲載されました。
開発チームは現在、小規模なテストを行っていますMOXIEのバージョン。これは、ダストストーム、風や砂、二酸化炭素の温度など、さまざまな環境要因が航空機にどのように影響するかを研究者が学ぶのに役立ちます。実物大のシステムは、家庭用調理器具よりもわずかに大きくなります。その重量は約1000kgになります。
月でも可能ですか？
おそらくそうです。なぜなら、結局のところ、月の土壌には大量の酸素が含まれているからです。研究によると、塵や石の重量の約 45% は純粋な酸素です。
メタリシスとグラスゴー大学の科学者のチーム月の土壌をリサイクルすることを提案し、その副作用は鉄や他の金属粉末になります。自身の酸素を抽出することで、月面でのコロニーの作成がスピードアップし、入植者へのペイロードの配送が大幅に簡素化されると報告されています。
月面の材質に注目してください。ほぼ半分は酸素で構成されています。研究者たちは、それを分離するための適切な方法を初めて実証しました。彼らは、元素のほぼ 100% の収率を達成することに成功し、残りの生成物は金属の合金、つまり貴重な資源でした。
生成された酸素は他のガスと混合することができます、通気性を持たせます。酸素は燃料としても使用でき、月は深宇宙探査の舞台として使用できます。結局のところ、得られた鉄は建設に簡単に適応できます。これらおよび多くの要因がESAの専門家に関心を持っており、そのおかげで科学者は今後9か月間必要な資金を受け取ることができます。
新しいメソッドにより、高速なアクセスが可能になります。月での生命活動を維持するために必要な酸素を経済的に生産します。さらに、反応の結果として得られた金属は、現場での生産に使用できます。
他の惑星で酸素を生成できますか？
Nature Astronomy12に掲載された記事の中で2018年2月、天文学の准教授であるPaulWithersとPhDPavel DalbaのMendilloが、粒子でいっぱいの大気の薄い上層である外惑星のイオノスフィアを紹介します。その中の酸素イオンを見つけてください-そしてあなたは生命を見つけます。少なくとも人生は私たちが知っている形になっています。
人類の歴史を通じて文明が発達してからは、他の星の周りに惑星があるのが見えるようになった過去 15 年間まで、私たちは宇宙の居住可能性について深く考えることはありませんでした。そして現在、私たちは問題解決において、地球外生命体を正確に検出する方法についてのアイデアを考え出す必要がある段階にいます。これは素晴らしい知的な競争になるでしょう。
ジョン・クラーク、ボストン大学天文学教授、宇宙物理学センター所長
彼らの仕事は、メンディロとウィータースの時代に始まりました。は、太陽系のすべての惑星電離層を比較するために米国科学財団 (NSF) から助成金を受け取りました。 (水星を除くすべての惑星に存在します。水星は太陽に非常に近いため、大気は完全に存在しません。)
同時に、チームはミッションにも取り組みましたNASA MAVEN は、火星の電離層を構成する分子がどのようにして火星から脱出したのかを理解しようとしています。宇宙時代の始まり以来、科学者たちは惑星の電離層が大きく異なることを理解しており、研究者チームはなぜそうなのか、そしてなぜ地球の電離層が他の電離層と大きく異なるのかに注目してきました。
他の惑星が彼らの惑星を満たしている間、二酸化炭素や水素から生じる複雑な荷電分子を含む電離層とは異なり、地球の電離層はその組成を非常に単純にしており、ほとんどが酸素で満たされています。そして、この酸素は特別な種類の酸素であり、正の電荷を持つ単一原子です。
私たちの太陽系の惑星のほとんど大気中にいくらかの酸素がありますが、地球にはそれがたくさんあり、約21％です。これは、非常に多くの生物が光、水、二酸化炭素を砂糖と酸素に変換するのに忙しいためです。これは光合成と呼ばれるプロセスであり、過去38億年にわたって地球上で起こっています。
- 金星
地球のように、金星は大きな鉄の芯と岩の多いケイ酸塩のマントルを持っており、その地殻は、私たちの惑星と同様に、基礎的です。
ただし、金星には酸素がありません-96％大気は二酸化炭素で構成されており、硫酸は1日に数回表面に雨が降ります。科学で知られている少なくとも1つの生物がそのような条件で数秒以上、そして技術で数時間以上生きる可能性は低いです。
- 木星
エウロパは木星の6番目の衛星であり、太陽系最大の衛星の一つ。木星の衛星は、生命が存在する可能性がある天体の 1 つであるため、科学者に興味を持っています。エウロパの表面は厚さ数キロメートルの氷の層で覆われており、その下には深さ約160キロメートルの液体の水の海があります。地球と同じような大きな生命体が海洋で発生するには、水中に酸素が溶け込んでいる必要があります。しかし、この元素は氷床を貫通することができません。
科学者たちは、これを説明するメカニズムを提案しました。どれだけの量のO2が氷の下に閉じ込められるか。宇宙からの高エネルギー粒子の流れが氷に衝突すると、エウロパの表面に酸素が形成され、多くの物質と反応できる高エネルギー形態の酸素が生成されます。
科学者たちは、酸素含有氷の地殻が動くと、化合物が海に入ります。これは、木星の潮汐効果によるものです。表面に活性酸素が形成されている氷片が深部に入ります。
- 土星
ディオーネはガス巨人の4番目の衛星です土星と潜在的に酸素を含む別の天体。カッシーニスペースプローブは、オブジェクトの空気エンベロープでこのガスの痕跡を検出しました。確かに、この場合の酸素の存在は、ディオーネ上の生物の存在とはまったく関係がありません。
前世紀にはすでにそれを確立することができました直径 1,123.4 キロメートル (つまり月より小さい) のディオネは、内層に多くの岩石が混合された水の氷で構成されています。
しかし、長い間、科学者は彼らは、この衛星には大気がないことを確信しています。重力によって周囲のガスシェルを維持するには小さすぎます。それにもかかわらず、少し前に、ディオーネの性質に関するこの考えは反駁され、そのような反駁のデータも「カッシーニ」によって提供されました-しかし、天文学者ではなく、自動プローブです。
宇宙で酸素を生成できますか？
ISS では、酸素供給は以下によって補給されます。水の電気分解（水素と酸素への分解）。これは ISS で Electron システムによって行われ、1 人あたり 1 日あたり 1 kg の水を消費します。酸素供給は、軌道ステーションへの貨物輸送ミッション中にも随時補充されます。
Caltechの科学者は、自分たちの中で見つけることにしました酸素生成の別の方法を研究します。結局、彼らは「CO2」（二酸化炭素）の式から「C」（炭素）を取り除き、酸素だけを残す反応器を思いついた。研究者らは、二酸化炭素分子が推進され、金箔などの不活性表面にぶつかると、分子状酸素と原子状炭素に分解される可能性があることを発見しました。
科学者たちは、彼らの原子炉は次のように動作すると述べています。粒子加速器の原理。まず、中の CO2 分子がイオン化され、電磁場によって加速され、金の表面に衝突します。現在の形態では、このプラントの効率は非常に低く、CO2 100 分子ごとに約 1 ～ 2 分子の酸素分子を生成できます。
しかし、研究者たちは、彼らのリアクターが、この酸素生成の概念が実際に可能であり、将来スケーラブルになる可能性があることを証明したと指摘しています。
将来的には、リアクターは月や火星などに飛ぶ宇宙飛行士のための酸素生産。地球上では、このようなスケールベースの設置は、大気中の二酸化炭素の濃度を減らして酸素に変換し、それによって地球規模の気候変動と戦うのに役立つため、非常に役立つ可能性があります。しかし、科学者たちは、彼らの設置はまだ実用段階の準備ができていないことに注意しています。
したがって、この質問に対する答えは「はい」ですが、この問題に関する技術的研究はまだ完了していません。
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