MOXIE: Perangkat di atas Perseverance Rover NASA: dapat membantu peluncuran roket masa depan ke Mars

Konsep artis ini merepresentasikan astronot dan habitat manusia di Mars. Penjelajah Mars 2020 NASA akan membawa beberapa teknologi yang dapat membuat Mars lebih aman dan lebih mudah untuk dijelajahi oleh manusia. Kredit: NASA

NASAPerseverance Rover membawa perangkat untuk mengubah udara Mars menjadi oksigen yang, jika diproduksi dalam skala yang lebih besar, dapat digunakan tidak hanya untuk bernapas, tetapi juga untuk bahan bakar.

Salah satu hal tersulit untuk dikirim astronot Pasar dia akan membawa mereka pulang. Meluncurkan roket di permukaan planet merah akan membutuhkan oksigen dalam jumlah industri, bagian penting dari mesin: empat awak akan membutuhkan sekitar 25 metrik ton untuk menghasilkan daya dorong dari 7 ton. bahan bakar roket.

Ini sangat propelan. Tetapi alih-alih mengirimkan semua oksigen itu, bagaimana jika kru dapat melakukannya dengan udara (Mars) yang tipis? Generator oksigen generasi pertama di atas kapal penjelajah Perseverance NASA akan menguji teknologi untuk melakukan hal itu.

Insinyur mengurangi ketekunan di MOXIE

Para insinyur menurunkan MOXIE di perut penjelajah Perseverance NASA. Kredit: NASA / JPL-Caltech

Eksperimen sumber oksigen in situ Mars, atau MOXIE, adalah instrumen eksperimental yang berbeda dari ilmu utama Ketekunan. Salah satu tujuan utama penjelajah adalah menangkap sampel batuan yang dapat dikembalikan yang mungkin membawa tanda-tanda kehidupan mikroba purba. Sementara Ketekunan memiliki seperangkat instrumen yang diarahkan untuk membantu mencapai tujuan ini, MOXIE hanya berfokus pada teknik yang diperlukan untuk upaya eksplorasi manusia di masa depan.

Sejak awal era luar angkasa, para peneliti telah membicarakan tentang penggunaan sumber daya in situ, atau ISRU. Pikirkan tentang bagaimana hidup dari tanah dan menggunakan apa yang ada di lingkungan setempat. Ini termasuk hal-hal seperti menemukan es air yang dapat dilelehkan untuk digunakan atau berlindung di gua, tetapi juga menghasilkan oksigen untuk bahan bakar roket dan tentu saja pernapasan.

Pernapasan hanyalah manfaat sekunder dari tujuan sebenarnya MOXIE, kata Michael Hecht dari Massachusetts Institute of Technology, peneliti utama instrumen tersebut. Propelan roket adalah sumber daya habis pakai terberat yang dibutuhkan astronot, sehingga mampu menghasilkan oksigen di tujuannya akan membuat perjalanan berawak pertama ke Mars lebih mudah, lebih aman, dan lebih murah.

“Apa yang biasanya orang tanyakan kepada saya adalah apakah MOXIE berkembang sehingga astronot memiliki sesuatu untuk bernafas,” kata Hecht. “Tapi roket menghirup oksigen ratusan kali lebih banyak daripada manusia.”

KEBERANIAN

Ilustrasi MOXIE dan komponennya. Pompa udara menghilangkan gas karbondioksida dari atmosfer Mars, yang kemudian diatur dan diumpankan ke solid oxide electrolyzer (SOXE), di mana ia dipecah secara elektrokimia untuk menghasilkan oksigen murni. Kredit: NASA / JPL-Caltech

Pembuatan oksigen membutuhkan panas

Atmosfer Mars merupakan tantangan besar bagi kehidupan manusia dan produksi propelan roket. Ini hanya 1% lebih tebal dari atmosfer bumi dan memiliki 95% karbon dioksida.

MOXIE menghilangkan udara ini dengan pompa dan kemudian menggunakan proses elektrokimia untuk memisahkan dua atom oksigen dari setiap molekul karbon dioksida atau CO2. Saat gas mengalir melalui sistem, mereka dianalisis untuk memeriksa berapa banyak oksigen yang telah diproduksi, seberapa murni, dan efisiensinya. Semua gas diventilasi kembali ke atmosfer setelah setiap percobaan.

Memberi makan konversi elektrokimia ini membutuhkan banyak panas (sekitar 1.470 derajat) Fahrenheit (800 derajat Celsius). Karena suhu tinggi ini, MOXIE, yang sedikit lebih besar dari pemanggang roti, memiliki berbagai bahan tahan panas. Potongan paduan nikel cetak 3D khusus membantu mendistribusikan panas di dalam instrumen, sementara insulasi super-ringan yang disebut aerogel meminimalkan daya yang dibutuhkan untuk menjaganya pada suhu pengoperasian. Bagian luar MOXIE dilapisi dengan lapisan tipis emas, yang merupakan reflektor panas inframerah yang sangat baik dan mencegah suhu panas ini menyebar ke bagian ketekunan lainnya.

“MOXIE dirancang untuk menghasilkan antara 6 dan 10 gram oksigen per jam, hampir cukup untuk bernapas anjing kecil,” kata Asad Aboobaker, insinyur sistem MOXIE di Laboratorium Propulsi Jet NASA di California Selatan. “Sebuah sistem berskala besar yang ditujukan untuk pembuatan (propelan untuk penerbangan pulang) perlu meningkatkan produksi oksigen sekitar 200 kali lipat yang akan menghasilkan MOXIE.”


Asad Aboobaker, insinyur MOXIE JPL menjelaskan cara kerja instrumen dalam wawancara video ini. Kredit: NASA / JPL-Caltech

Mars masa depan

Hecht memperkirakan bahwa sistem MOXIE skala besar di Mars bisa sedikit lebih besar dari kompor rumah tangga dan beratnya sekitar 2.200 pon (1.000 kilogram), hampir sama dengan Ketekunan itu sendiri. Pekerjaan sedang dilakukan untuk mengembangkan prototipe untuk satu dalam waktu dekat.

Tim berharap untuk menjalankan MOXIE sekitar 10 kali dalam setahun di Mars (dua tahun di Bumi), yang akan memungkinkan mereka untuk melihat cara kerjanya di musim yang berbeda. Hasilnya akan menginformasikan tentang desain generator oksigen masa depan.

“Komitmen MOXIE untuk pengembangan menunjukkan bahwa NASA menanggapinya dengan serius,” kata Hecht. “MOXIE bukanlah jawaban yang lengkap, tapi ini adalah bagian yang penting. Jika berhasil, ini akan menunjukkan bahwa astronot masa depan dapat mengandalkan teknologi ini untuk membantu mereka pulang dengan selamat dari Mars.

Pelajari lebih lanjut tentang misi

Sasaran utama misi Perseverance ke Mars adalah astrobiologi, termasuk penelusuran tanda-tanda kehidupan mikroba purba. Penjelajah akan mencirikan geologi dan iklim masa lalu planet ini, membuka jalan bagi eksplorasi manusia di planet merah, dan menjadi misi pertama untuk mengumpulkan dan menyembunyikan batu dan regolith Mars (pecahan batu dan debu).

Misi selanjutnya, yang saat ini sedang dipertimbangkan NASA bekerja sama dengan ESA (Badan Antariksa Eropa), akan mengirim pesawat ruang angkasa ke Mars untuk mengumpulkan sampel yang disimpan di permukaan dan mengembalikannya ke Bumi untuk analisis mendalam.

Misi Mars 2020 adalah bagian dari program yang lebih besar yang mencakup misi ke Bulan sebagai cara untuk mempersiapkan eksplorasi manusia di planet merah. Dengan tugas mengembalikan astronot ke Bulan pada tahun 2024, NASA akan memastikan keberadaan manusia yang berkelanjutan di dan sekitar Bulan pada tahun 2028 melalui rencana eksplorasi bulan Artemis NASA.

JPL, yang dikelola oleh NASA oleh Caltech di Pasadena, California, membangun dan mengelola operasi rover Perseverance.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

36 galaksi kerdil secara bersamaan memiliki “baby boom” bintang baru

Penemuan tak terduga Rutgers menantang teori modern tentang bagaimana galaksi tumbuh, dan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Penulis: Universitas Rutgers-New Brunswick Sungguh...

Banyak pasien dengan COVID-19 menghasilkan respons imun yang menyerang jaringan dan organ mereka sendiri.

Sebuah studi yang dipimpin oleh University of Birmingham, yang didanai oleh Konsorsium Imunologi Coronavirus Inggris, menemukan bahwa banyak pasien dengan COVID-19 menimbulkan respons kekebalan...

Sains mudah dibuat: apa itu neutrino steril?

Neutrino steril adalah jenis neutrino khusus yang telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil eksperimen yang tidak terduga, tetapi belum ditemukan secara pasti. Para...

Kekeringan jangka panjang mengambil alih AS bagian barat – Tanah dan tanaman berjatuhan

5 Juni 2021 Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda sebagian besar wilayah Amerika Serikat dari Pegunungan Rocky hingga Pantai Pasifik. Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda...

Energi matahari dan angin dapat meredakan konflik di sekitar bendungan Renaisans Ethiopia di timur laut Afrika

Megaplatinum terletak di Ethiopia, dekat perbatasan dengan Sudan. Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Afrika. Penulis: © Google Sebuah studi baru...

Newsletter

Subscribe to stay updated.