De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
"MOXIE" vuelve a dirigir aquí. Para otros usos, consulte Moxie (desambiguación) .
Experimento ISRU de oxígeno en Marte
PIA24201-MarsPerseveranceRover-MoxieTwin-2021019.jpg
Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno de Mars (MOXIE)
OperadorNASA
FabricanteLaboratorio de propulsión a chorro de NASA / Caltech
Tipo de instrumentoTecnología experimental ISRU (utilización de recursos in situ)
FunciónProducción de oxígeno
Sitio webmars .nasa .gov / mars2020 / mission / instruments / moxie /
Propiedades
Masa15 kg (33 libras)
Dimensiones24 x 24 x 31 centímetros
El consumo de energía300 W
Nave espacial anfitriona
AstronavePerseverancia
Fecha de lanzamiento30 de julio de 2020
CoheteAtlas V 541
Sitio de lanzamientoCabo Cañaveral SLC-41

El Experimento de Utilización de Recursos In-Situ de Oxígeno de Marte ( MOXIE ) [1] es un demostrador de tecnología en el rover Perseverance Mars 2020 de la NASA . [2] MOXIE producirá oxígeno a partir del dióxido de carbono atmosférico marciano mediante electrólisis de óxido sólido . [3] La tecnología demostrada por MOXIE puede eventualmente ampliarse para proporcionar la cantidad necesaria de oxidante para un vehículo de ascenso a Marte (MAV) en una misión humana. [4]

El investigador principal (PI) es Michael Hecht del Observatorio Haystack del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) . [5] El investigador principal adjunto es Jeffrey Hoffman del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT. El director del proyecto es Jeff Mellstrom del Laboratorio de Propulsión a Chorro de NASA / Caltech (JPL). Junto con MIT y JPL, los principales contribuyentes son OxEon Energy (anteriormente Ceramatec, Inc. ) y Air Squared . Otros contribuyentes incluyen Imperial College London , Space Exploration Instruments LLC, Destiny Space Systems LLC, el Instituto Niels Bohr en elUniversidad de Copenhague , Universidad Estatal de Arizona y Universidad Técnica de Dinamarca . [6] [7]

Objetivos [ editar ]

Los objetivos de MOXIE son ser capaces de producir de 6 a 10 g / h de oxígeno de al menos el 98% de pureza al menos diez veces, durante el día y la noche en todas las estaciones, y en una tormenta de polvo si es posible. [1]

Desarrollo [ editar ]

Pruebas
Instalado

MOXIE se basa en un experimento anterior, el Precursor de producción de propulsante in situ de Marte (MIP), que fue diseñado y construido para volar en la misión Mars Surveyor 2001 Lander . [8] El MIP estaba destinado a demostrar la producción de propulsante in situ (ISPP) a escala de laboratorio mediante la electrólisis de dióxido de carbono para producir oxígeno. La demostración del vuelo MIP se pospuso cuando la misión Mars Surveyor se canceló tras el fracaso de la misión Mars Polar Lander .

Principio [ editar ]

MOXIE adquiere, comprime y calienta la atmósfera marciana utilizando un filtro HEPA , un compresor scroll y calentadores, luego divide el CO
2moléculas en O
2y CO usando electrólisis de óxido sólido . Una celda de electrólisis de óxido sólido funciona según el principio de que, a temperaturas elevadas, ciertos óxidos cerámicos, como la zirconia estabilizada con itria (YSZ) y la ceria dopada, se convierten en conductores de iones de óxido (O 2– ) . Un disco delgado no poroso de YSZ (electrolito sólido) se intercala entre dos electrodos porosos . El CO 2 se difunde a través del electrodo poroso ( cátodo ) y alcanza la vecindad del límite electrodo-electrolito. Mediante una combinación de disociación térmica y electrocatálisis, se libera un átomo de oxígeno del CO
2molécula y recoge dos electrones del cátodo para convertirse en un ion óxido (O 2– ). A través de las vacantes de iones de oxígeno en la red cristalina del electrolito, el ión de oxígeno se transporta a la interfaz electrolito-ánodo debido al potencial de CC aplicado . En esta interfaz, el ión de oxígeno transfiere su carga al ánodo , se combina con otro átomo de oxígeno para formar oxígeno (O 2 ) y se difunde fuera del ánodo. Por tanto, la reacción neta es 2CO
2 2CO + O
2. Gases inertes como N2y Ar no se separan de la alimentación, sino que se ventilan con monóxido de carbono (CO) y CO 2 no utilizado .

Extensibilidad [ editar ]

Los funcionarios de la NASA declararon que si MOXIE funcionaba de manera eficiente, podrían aterrizar un instrumento basado en MOXIE 200 veces más grande en Marte, junto con una planta de energía capaz de generar 25-30 kW. En el transcurso de aproximadamente 1 año terrestre, este sistema produciría al menos dos kilogramos de oxígeno por hora [1] en apoyo de una misión humana en algún momento de la década de 2030. [9] [10] El oxígeno almacenado podría usarse como soporte vital, pero la necesidad principal es un oxidante para un vehículo de ascenso a Marte (MAV). [11] [12] El CO, un subproducto de la reacción, también se puede recolectar y usar como combustible de baja calidad [13] o reaccionar con agua para formar metano ( CH
4) para su uso como combustible primario. [14] [15] Como uso alternativo, un sistema de generación de oxígeno podría llenar un pequeño tanque de oxígeno para apoyar una misión de retorno de muestras . [dieciséis]

Ver también [ editar ]

  • Marte 2020

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b c Hecht, M .; Hoffman, J .; Rapp, D .; McClean, J .; SooHoo, J .; Schaefer, R .; Aboobaker, A .; Mellstrom, J .; Hartvigsen, J .; Meyen, F .; Hinterman, E. (6 de enero de 2021). "Experimento ISRU de oxígeno de Marte (MOXIE)" . Reseñas de ciencia espacial . 217 (1): 9. doi : 10.1007 / s11214-020-00782-8 . ISSN  1572-9672 .
  2. ↑ Beutel, Allard (15 de abril de 2015). "La NASA anuncia la carga útil de Mars 2020 Rover para explorar el planeta rojo" . NASA . Consultado el 25 de febrero de 2021 .
  3. ^ Hecht, M .; Hoffman, J .; Rapp, D .; McClean, J .; SooHoo, J .; Schaefer, R .; Aboobaker, A .; Mellstrom, J .; Hartvigsen, J .; Meyen, F .; Hinterman, E. (6 de enero de 2021). "Experimento ISRU de oxígeno de Marte (MOXIE)" . Reseñas de ciencia espacial . 217 (1): 9. doi : 10.1007 / s11214-020-00782-8 . ISSN 1572-9672 . 
  4. ^ Bien, Andrew; Johnson, Alana; Hautaluoma, Gray (24 de noviembre de 2020). "MOXIE podría ayudar a futuros cohetes a lanzarse desde Marte" . NASA . Consultado el 24 de noviembre de 2020 .
  5. ^ mars.nasa.gov. "Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno de Marte (MOXIE)" . mars.nasa.gov . Consultado el 25 de febrero de 2021 .
  6. ^ "NASA TechPort - Proyecto de experimento Mars OXygen ISRU" . TechPort de la NASA . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio . Consultado el 19 de noviembre de 2015 .
  7. ^ Brix, Lise (26 de abril de 2015). "Los científicos están tratando de producir oxígeno en Marte" . Science Nordic . Consultado el 15 de mayo de 2015 .
  8. ^ Kaplan, David; Baird, R .; Flynn, Howard; Ratliff, James; Baraona, Cosmo; Jenkins, Phillip; Landis, Geoffrey; Scheiman, David; Johnson, Kenneth; Karlmann, Paul; E, al (2000). "Demostración de vuelo del precursor de producción de propulsantes in situ (MIP) de Marte de 2001: objetivos del proyecto y resultados de las pruebas de calificación" . Conferencia y Exposición Space 2000 . doi : 10,2514 / 6,2000-5145 .
  9. ^ PDF del experimento ISRU de oxígeno de Marte (MOXIE) . Presentación: Misión e Instrumentos MARS 2020 ". 6 de noviembre de 2014.
  10. ^ Maxey, Kyle (5 de agosto de 2014). "¿Se puede producir oxígeno en Marte? MOXIE se enterará" . Engineering.com . Consultado el 5 de noviembre de 2014 .
  11. ^ Thomson, Iain (31 de julio de 2014). "Mars rover 2020: generación de oxígeno y 6 experimentos más sorprendentes" . El registro . Consultado el 5 de noviembre de 2014 .
  12. ^ Vivir de la tierra en la última frontera. Archivado el 4 de noviembre de 2014 en la Wayback Machine . NASA, 4 º de noviembre de de 2014.
  13. ^ Landis, Geoffrey A .; Linne, Diane L. (septiembre-octubre de 2001). "Vehículo cohete de Marte utilizando propulsores in situ". Revista de naves espaciales y cohetes . 38 (5): 730–735. Código Bibliográfico : 2001JSpRo..38..730L . doi : 10,2514 / 2,3739 .
  14. ^ Wall, Mike (1 de agosto de 2014). "Mars Rover generador de oxígeno para acercar la colonización" . Space.com . Consultado el 5 de noviembre de 2014 .
  15. ^ Generador de oxígeno cerámico para sistemas de electrólisis de dióxido de carbono
  16. ^ Landis, Geoffrey A .; Oleson, Steven R .; Packard, Thomas W .; Linne, Diane L .; Woytach, Jeffrey M .; Martini, Michael C .; Fittje, James E .; Gyekenyesi, John Z .; Colozza, Anthony J .; Fincannon, James; Bury, Kristen M .; Domínguez, Héctor; Jones, Robert; Smith, David; Vento, Daniel (9 a 13 de enero de 2017). Estudio de diseño de un vehículo de ascenso a Marte para el retorno de muestras utilizando propulsor generado in situ . Décimo Simposio sobre Utilización de Recursos Espaciales. Grapevine, Texas. doi : 10.2514 / 6.2017-0424 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Sitio de inicio de Mars 2020