正文
MOXIE 是 Mars Oxygen ISRU Experiment(火星氧气就地资源利用实验)的简称,这个模块将被搭载在 Mars 2020 上进行氧气生产实验。
MOXIE 的基本原理是利用“
固态氧化物电解反应(Solid Oxide Electrolysis)
”来产生氧气,这相当于是一个逆向的燃料电池。在一般的燃料电池中,一氧化碳与氧气能够产生电能与二氧化碳。但是 MOXIE 却使用二氧化碳与电能,通过“固态氧化物电解反应”来生成氧气。这样做的好处在于无需浪费火星上宝贵的水资源进行氧气的生产。
二氧化碳吸收器
在国际空间站中,CRDA(Carbon Dioxide Removal Assembly,二氧化碳清除装置)被用来除去舱内的二氧化碳。与其他载人航天器中使用氢氧化锂来除去二氧化碳的方法不同,CRDA 最显著的特点在于其可重复使用性。CRDA 利用了沸石(Zeolite)作为分子筛(Molecular Sieve)来吸附空气中水与二氧化碳,并通过再次加热将其排入太空。
以下剧透预警
Watney 在最后前往 MAV 的途中,消除二氧化碳的方法则显得更为简单。他没有使用任何化学方法,而是直接将火星车内的气体泵入空气循环器中,空气循环器在降温之后将凝固点较高的二氧化碳与其他气体分离出来,从而消除了空气中的二氧化碳。
剧透结束
水回收系统
不论是在火星还是在国际空间站上,水的回收方式都是相似的,主要采取的是物理方法。不论对于尿液、洗澡后的废水还是空气中多余的水蒸气,水回收装置都可以经过一系列的过滤与蒸馏将可饮用的水提取出来。
温度控制系统
温控系统一般是通过对空气进行加热或冷却来稳定舱内的温度。
以下剧透预警
为了最大限度地节省能源、Watney 在长时间驾驶火星车的过程中关闭了车内的温控系统,而使用
放射性同位素热电机(RTG)
来维持车内的温度。这种做法是否可行呢?
剧透结束
实际上,RTG 被广泛应用于各类深空探索任务中。不管是阿波罗登月任务,还是正在火星上探(mai)测(meng)的好奇号,抑或是即将在 2020 年发射的 Mars 2020,都使用了 RTG 来提供电能。