NASA的“毅力號”火星漫游車上的實驗儀器成功在不同大氣條件下制造了至少6克可用于呼吸的氧氣，相當于地球上一棵樹生成的氧氣量，速度最快時可達每小時10克，使我們離在火星上建立可生存環境似乎又進了一步。

　　這臺儀器名叫“火星氧氣原位資源利用實驗”(英文縮寫“MOXIE”)，自2021年4月以來，一直在利用火星富含二氧化碳的大氣制造氧氣。MOXIE實驗一直由麻省理工學院開展，實驗結果已在期刊《Science Advances》上發表。

　　麻省理工的研究人員在2021年開展了7次實驗，這臺只有飯盒大小的儀器在火星上的不同季節中、各類大氣條件下、不分晝夜地制造了至少6克可用于呼吸的氧氣。

　　“我們從中了解到了大量信息，可以為未來大規模氧氣制備系統提供借鑒。”麻省理工海斯塔克天文臺MOXIE任務首席研究員邁克爾·赫克特指出。

　　MOXIE是“原位資源利用”的首個范例，即利用行星本身的資源制造任務所需物資，而非從地球運送過去。科學家希望能在人類登上火星之前、讓MOXIE實現大規模氧氣制備，以上千棵樹的制氧速度持續不斷地生成氧氣。

　　這樣的系統不僅能為火星上的人類提供空氣，還可用于生產返回地球所需的燃料。

　　“這是人類首次對其它行星上的資源進行利用，并以化學手段將其轉化為人類任務所需的物資。”MOXIE項目副首席研究員、麻省理工教授杰弗里·霍夫曼指出，“從這個角度來看，這著實是項歷史性的成就。”

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　　MOXIE體積很小，只能短暫地、間歇性地工作。火星大氣95%的成分都是二氧化碳，因此對人類有毒。MOXIE先是吸入火星空氣，將污染物濾出，然后將空氣加壓加溫至800攝氏度，再讓空氣通過包含鎳等催化劑的電解槽，將空氣中的二氧化碳分解為氧離子(帶電氧原子)和一氧化碳。隨后再經過通電，讓氧離子重新結合成可用于呼吸的氧分子。

　　“MOXIE最大的優點在于，要想制造出氧氣，只需要給它提供空氣就行。”霍夫曼指出，“所以你無論在哪都可以，不受地點限制。”

　　但完整規模的MOXIE需要每小時生成2至3千克的氧氣，而且每過6個月，隨著二氧化碳被凍結在火星兩極的冰蓋中，可用于轉化的二氧化碳量也會隨之下降。

　　“火星大氣的變數比地球大得多。”霍夫曼指出，“火星空氣密度在一年中可以成倍變化，溫差更是能達到100度之大。因此驗證MOXIE在各個季節的運行能力也是我們的實驗目標之一。”

　　從目前的實驗結果來看，MOXIE的確可以在任何時間制備氧氣，不分季節、不分早晚。

　　“我們唯一還未驗證過的時間段是黎明或黃昏時分，此時的溫度會經歷大幅變化。”赫克特表示，“不過我們有個‘妙計’可以實現這一點，等我們在實驗室中測試之后，就可以達成最后的里程碑，真正證明MOXIE可以在任何時間運行了。”

　　“接下來，我們還要在一年中空氣密度最高的時段進行測試，而且要制備盡可能多的氧氣。”赫克特補充道，“所以我們要將所有數值調到最高，運行時間也調到最長。”

　　還有一個未知因素是，這種氧氣制備過程不知會對火星環境造成何種影響。

　　“這個問題還是值得考慮的，因為二氧化碳是火星大氣的主要成分，在火星季節循環中扮演著關鍵角色。”科羅拉多大學博爾德分校物理學家瑪格麗特·蘭迪斯指出(她并未參與此次研究)，“我們還需要仔細了解一下，一旦這種地表和大氣二氧化碳之間的均衡狀態開始打破，究竟會造成什么影響。”

　　由于毅力號上除了MOXIE之外還有多種儀器設備，MOXIE不能持續不斷地運行。不過，該團隊目前正在評估反復開關對該儀器造成的損耗情況。

　　“在火星上開展載人任務需要從地球送去大量物資，比如計算機、宇航服、住所等等。”霍夫曼指出，“但氧氣怎么辦?如果能在火星上制造出來，那肯定是最理想的。”

　　“這聽上去確實像科幻小說中的情節。”蘭迪斯表示，“也可以證明我們在火星上究竟能有多大能耐。”