Přístroj pro výrobu kyslíku na Marsu

Přístroj MOXIE

Stavba vozítka Mars rover 2020 je v plném proudu a tak nás těší, že můžeme přinášet aktuální informace o tomto projektu. Někdo si může na první pohled říct, že je to v podstatě „jen“ trochu vylepšené vozítko Curiosity. Ale to by byl velký omyl. Celá mise sice vychází z odkazu nejdokonalejší laboratoře, jakou jsme zatím dostali na Mars, ale nese celou řadu unikátních prvků. Ať už mluvíme o schopnosti manévrovat během sestupu, nebo o vrtulníku, který bude součástí mise, nebo o tom, že jde o první krok k dopravě vzorků z Marsu na Zemi. Trochu ve stínu těchto fenomenálních inovací jsou samotné vědecké přístroje vozítka, což je určitě velká škoda. Třeba takový přístroj MOXIE, který si dnes ve stručnosti představíme, může být klíčem k pilotovaným výpravám na Rudou planetu.

Schéma fungování přístroje MOXIE.

Schéma fungování přístroje MOXIE.
Zdroj: https://ars.els-cdn.com

O MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) nepíšeme jen tak náhodou – před několika dny byl tento přístroj umístěn do těla připravovaného vozítka a nyní je jeho pevnou součástí. Anglický název tvořící zkratku už možná někomu napověděl, o co v tomto případě půjde. MOXIE má prověřit postup, kterým by budoucí průzkumníci mohli vyrábět z marsovské atmosféry kyslík nezbytný k dýchání, ale i pro pohon raketových motorů.

Samotný přístroj není moc velký – jeho rozměry jsou srovnatelné s běžnou autobaterií (23,9 × 23,9 × 30,9 cm a 15 kg) – ale jeho úkoly jsou významné. Má za úkol shromažďovat oxid uhličitý, který tvoří 95 % objemu marsovské atmosféry a elektrochemicky tyto molekuly rozdělit na kyslík a oxid uhelnatý. Přístroj si v provozu řekne o 300 W a aby splnil požadavky na něj kladené, měl by během 50 solů (marsovských dnů) vyprodukovat každou hodinu 22 gramů kyslíku. Čistota vyprodukovaného kyslíku se bude měřit citlivými čidly a podle plánu by měl mít produkt čistotu vyšší než 99,6 %.

Očekávané rozložení přístrojů na vozítku

Očekávané rozložení přístrojů na vozítku
Zdroj: http://www.nasa.gov/

MOXIE je pokračovatelem programu MIP (Mars ISPP Precursor), který měl letět na landeru Mars Surveyor 2001. Mise však byla po nehodě předchozí mise Mars Polar Lander zrušena. Hlavní vědecký pracovník přístroje, Michael Hecht z Massachusetts Institute of Technology, se ale nevzdal. Navázal spolupráci s Kodaňskou univerzitou, Technickou dánskou univerzitou, Arizona State University, Imperial College of Science, Jet Propulsion Laboratory, firmami Ceramatec, Inc. a Space Exploration Instruments LLC a výsledkem je přístroj, který byl 20. března v čisté místnosti Spacecraft Assembly Facility’s High Bay 1, která je součástí Jet Propulsion Laboratory v kalifornské Pasadeně, nainstalován do těla nového amerického roveru.

Instalace přístroje MOXIE do těla vozítka Mars rover 2020.

Instalace přístroje MOXIE do těla vozítka Mars rover 2020.
Zdroj: https://www.jpl.nasa.gov

Zdroje informací:
https://www.jpl.nasa.gov/
https://en.wikipedia.org/

Zdroje obrázků:
http://4.bp.blogspot.com/…/AAAAAAAAtSU/wwLrRKS1alw/s1600/mars-2020-rover-moxie.jpg
https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S009457651630203X-gr3.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/mars_2020_rover.jpg
https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/images/largesize/PIA23154_hires.jpg

Přístroj pro výrobu kyslíku na Marsu, 4.9 out of 5 based on 22 ratings
Pin It
(Visited 4 680 times, 7 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 4.9/5 (22 votes cast)
(Visited 4 680 times, 7 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


27 komentářů ke článku “Přístroj pro výrobu kyslíku na Marsu”

  1. Aurelius napsal:

    toto je pecka, ďakujem za článok 🙂 chcelo by to viac takýchto informácií o prístrojoch na novom rovery

  2. maro napsal:

    Člověk si napřed řekne, proč to vlastně nepoužívají na ISS na výrobu kyslíku. Až pak mu dojde, že hydrolýza z vody je daleko efektivnější.

    • Dušan Majer napsal:

      Kyslík a vzduch se na ISS hlavně vozí ;-).

      • Vítek napsal:

        Pokud vím, v americké části je přístroj na separaci kyslíku pro astronauty z vody.

        • Dušan Majer napsal:

          Ano, je to systém OGS (Oxygen Generation System). Ale já jsem psal hlavně, tedy, že se dá doplňovat přímo.

          • Ledna napsal:

            Dobrý den,
            Ale samozřejmě se na ISS vzduch nejakym zpusobem obnovuje a ne jenom dovozem, ne?

            Dekuji

          • Dušan Majer napsal:

            Ano, jak už jsem psal panu Vítkovi, v americké sekci je systém OGS (Oxygen Generation System). Ale já jsem napsal v té větě slovo hlavně, tedy, že se dá doplňovat přímo.

    • David R. napsal:

      Kdyby se na ISS vyráběl kyslík z astronauty vydechovaného CO2, podobným přístrojem, vracela by se do oběhu pouze polovina kyslíku, druhá polovina by zůstávala v odpadním CO. Takže by to nestačilo.
      Místo vody by se dal na ISS vozit rovnou kyslík, ale přeprava vody je snazší. Také možná používají odpadní vodu, ale to nevím jistě.

      • Ledna napsal:

        Aha, diky, zajimavy. A CO se nedá rozdělit na C a O?

        • David R. napsal:

          Ano jde to, dělají to rostliny. Ale v technické podobě to nejspíš není (zatím) rentabilní.
          V případě delších letů, třeba na Mars, to může být jinak. Tam buď vyhraje hrubá síla (nosnost rakey) nebo dokonalá recyklace, Ale v tom případě to bude muset být dostatečně zálohované. Z ISS jde kdykoli odletět, ale cesta na Mars se v půlce přerušit nedá.

          • Marian napsal:

            Pokial ma pamat neklame tak kyslik pri fotosynteze nepochadza z CO2 ale z vody. C02 sa sice spotrebuje ale ulozi sa v cukroch.

          • maro napsal:

            Marian: Při fotosyntéze se současně rozloží jak molekula vody, tak molekula CO2. Molekula sacharidu pak vždy obsahuje uhlík (C), kyslík (O), vodík (H). Uhlík vzala z CO2, vodík z vody, a u toho kyslíku nemůžete říct, jestli ten kyslík je zrovna ten z té vody nebo zrovna ten z toho CO2. Prostě CO2 i H2O zmizely a zůstal sacharid a nějaký kyslík navíc.

    • tycka napsal:

      Na ISS používají elektyrolýzu vody společně se Sabatierova reakce
      – zde popsáno: https://en.wikipedia.org/wiki/Sabatier_reaction

  3. zdeňek napsal:

    Tak tenhle přístroj je hooodně zajímavý. To se četlo samo.

  4. Štěpán napsal:

    Jen mě trošku překvapuje, že je umístěný na Roveru. Z principu věci by přeci neměl potřebovat pohyb a tak by bylo logičtější ho dát na stacionární sondu (lander), než na drahý rover. Ale asi tam byli různé proměnném které promluvily 🙂

  5. Jirka napsal:

    Ahojte,
    Nezkoumal jste koncept MOXIE někdo detailněji? Jaká je účinnost tohoto přístroje a výtěžnost v gramech O2 na watt? Nezmiňuje někde autor přístroje jak velké zařízení a s jakou spotřebou by se muselo vyprojektovat pro pokrytí potřeby stálé posádky na Marsu (o okysličovadlu nemluvě)?
    Díky.

    • Fantasta napsal:

      Nezlobte se, ale vše je v článku napsáno. Spotřeba elektřiny 300W, vyrobí 22g kyslíku za hodinu, tj. cca 18 litrů, na 1 gram 13,6 Wh elektřiny. Nic moc, ale na první pokus na Marsu myslím dobrý 🙂

      • Jirka napsal:

        Díky. Bez vstupu (kolik CO2 si u toho vezme) se těžko odhaduje jak moc je taková výroba efektivní a jaké šance na zvýšení účinnosti by finální verze mohla ještě mít.

        • Filip napsal:

          Využívaná reakce bude: 2CO2 -> 2CO + O2

          Molární hmotnost kyslíku O2 je 32g na mol, tzn. za hodinu přístroj vyrobí 0,7 molu O2 na což spotřebuje 1,4 molu CO2, tedy 62 g.

          Pokud nebude možné dále zpracovávat CO, umožní přístroj opakovaně použít 50% kyslíku (což není žádný zázrak… ).

        • Ferda napsal:

          Teda nevim, skoly nemam, ale myslim si, ze kdyz mam 22g O2 na vystupu a vim, ze chemicka reakce je CO2 -> CO + O, tak se da mnozstvi CO2 na vstupu celkem lehce dopocitat ne? Molarni hmotnost CO, O2, i CO2 mi najde Google. Spotrebu elektriny taky znate, tak co vas jeste zajima? Jestli to chcete potom porovnat s vazebnou energii a vypocitat si ucinnost, tak to muzete taky.

  6. Anthraxxx napsal:

    Čiste matematicky:
    Človek v kľude spotrebujue asi 3,5 kg kyslíku za deň. Jeden prístroj ho vyrobí za rovnaký čas cca 528g (22gx24hod.). To je 6,6 prístroja na osobu. Keďže pri činnosti sa spotreba prudko zvyšuje, tak rátajme s min. 10 prístrojmi na osobu (to som ešte hodne podstrelil) To je hodinová spotreba 3000W a viac. Pre trebárs 6 kozmonautov to je 18000w (18 kW/h) A tak zdroj elektriny by musel mať výkon presahujúci 25-30 kW, a to nerátam zálohu pre núdzový stav.
    Tým nechcem znižovať tento pokus, ale asi to nebude tá správna cesta. No, uvidíme. 🙂

    • Ferda napsal:

      Tento pristroj je 1% zmensenina potencialniho budouciho pristroje. Zlepseni efektivity pri sto nasobnem zvetseni pristroje se vam bude asi dost tezko odhadovat. Ale jinak samozrejme cela lidska expedice na Mars je zatim spise jen vizionarsky cil. Tech duvodu je spousta a energeticke naroky je jeden z tech problemu. Nemluve o trvale kolonii, to je cista sci-fi.

    • Ferda napsal:

      Jeste k tomu co pisete. Mam pocit, ale klidne me opravte, ze MOXIE je spise zamyslen k “pomale” vyrobe O2 pro pozdejsi vyuziti v raketovem motoru pri navratu z Marsu zpet na Zemi. Tedy neni primarne zamyslen pro zajisteni dychatelne atmosfery pro posadku na Marsu. Pri tomto pouziti muze byt MOXIE (i v nekolika exeplarich) poslan na Mars s nekolikaletym predstihem pred samotnou misi. Ktera nakonec muze byt ciste roboticka – a to je nakonec mnohem pravdepodobnejsi scenar pouziti.

    • Kenny007 napsal:

      Podstatné je ověřit že to bude fungovat. Zbytek, pro praktické použití pro pobyt na Marsu je jen otázkou energie. A ta se zajistit dá.

  7. Radim Slovák napsal:

    Mě teda zase zaujala ta odhodlanost hlavního inženýra, který se nevzdal a byl schopen více než dvacet let se zasazovat o umístění a vývoj toho přístroje. Prostě to dělají lidi, co mají zaujetí pro vědu. Ještě že jsou důležité u některých lidí i jiné hodnoty než jen peníze…

Zanechte komentář