説明：NASAのパーサヴィアランスミッションはどのようにして火星に酸素を生成しましたか？

火星では、二酸化炭素が惑星の大気中のガスの約96％を占めています。地球の大気中の21％と比較して、酸素はわずか0.13％です。地球上の木のように、MOXIEは二酸化炭素を吸い込み、酸素を吐き出します。

NASAのパーサヴィアランスローバーは、今年2月18日に火星の表面に着陸することに成功しました。 （画像ソース：AP経由のNASA）

2月に火星表面に到達して以来、NASAのパーサヴィアランスミッションは、今週行ったヘリコプターの飛行など、サイエンスフィクションでのみ可能と考えられていた偉業を達成したことで賞賛を得ています。先駆的な火星探査車は、そのキャップに別の羽を追加しました。

米国の宇宙機関は火曜日に、ローバーに搭載された装置が火星の薄い大気から初めて酸素を生成することができたと発表しました。これは、将来の乗組員のミッションへの希望を約束するため、科学界に歓声をもたらしました。宇宙飛行士が呼吸して地球に戻るために、この技術に頼ることができます。

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パーサヴィアランスはどのようにして火星に酸素を生成しましたか？

火星酸素In-Situ資源利用実験（MOXIE）は、赤い惑星に到着してからの最初の操作で、火星の大気中の二酸化炭素から5グラムの酸素を生成しました。これは、宇宙飛行士が10分間呼吸するのに十分な量です。

火星では、二酸化炭素が惑星の大気中のガスの約96％を占めています。地球の大気中の21％と比較して、酸素はわずか0.13％です。地球上の木のように、MOXIEは二酸化炭素を吸い込み、酸素を吐き出します。

酸素を生成するために、MOXIEは二酸化炭素分子から酸素原子を分離します。これは、摂氏約800度の熱を利用して行われ、その過程で一酸化炭素が廃棄物として生成され、火星の大気中に放出されます。

技術デモンストレーターであるMOXIEは、1時間あたり最大10グラムの酸素を生成するように設計されており、パーサヴィアランスローバー内に配置されています。これは自動車のバッテリーのサイズで、地球上では37.7ポンド（17.1 kg）ですが、火星ではわずか14.14ポンド（6.41 kg）です。

MOXIEは、最初の成功した実行を通じて、地球からの打ち上げ、深宇宙を通るほぼ7か月の旅、そして忍耐力を持って火星表面に着陸したことを生き延びたことを実証することができました。今後2年間で、MOXIEはさらに9回酸素を抽出することが期待されています。

MOXIEは単なるテストモデルです。その技術から派生した将来の酸素発生器は、火星での有人火星ミッションをサポートするために約100倍大きくする必要があります。

しかし、なぜ赤い惑星で酸素を生成することがそれほど重要なのですか？

火星への大量の酸素供給は、宇宙飛行士が呼吸するだけでなく、ロケットが地球に戻ってくるときに燃料として使用するために、火星に行くことを計画している乗組員のミッションにとって不可欠です。

NASAのプレスリリースによると、4人の宇宙飛行士が火星から離陸するには、将来のミッションで約7メートルトンのロケット燃料と25メートルトンの酸素が必要になります。これはスペースシャトル全体の重量に相当します。対照的に、火星に住んで働いている宇宙飛行士は、呼吸するのに必要な酸素がはるかに少なく、おそらく約1メートルトンです。

科学者たちは、25メートルトンの酸素を地球から火星に運ぶのは非常に困難であり、赤い惑星で液化酸素を生成できれば、彼らの仕事は非常に簡単になると信じています。これがMOXIEの役割の出番です。

私たちが火星に人間を送るとき、私たちは彼らに安全に戻ってもらいたいでしょう、そしてそれをするために彼らは惑星から持ち上げるためにロケットを必要とします。液体酸素推進剤は、私たちがそこに作ることができ、私たちと一緒に持っていく必要がないものです。 MOXIEの主任研究員であるMichaelHecht氏は、1つのアイデアは、空の酸素タンクを持ってきて火星に充填することです。

NASAは、この仕事をすることができる実験的なMOXIEのより大きな技術的な子孫を構築することを望んでいます。この種の1トンの酸素変換器は、25メートルトンの酸素の代わりに、火星に持ち込む方がはるかに経済的で実用的であると当局は主張している。

NASAの宇宙技術ミッション局（STMD）の副管理者であるジムロイターは、MOXIEの偉業を火星で二酸化炭素を酸素に変換する重要な第一歩と呼びました。

MOXIEにはまだやるべきことがたくさんありますが、火星で人間に会うという目標に向かって進むにつれて、この技術デモンストレーションの結果は期待に満ちています。酸素は私たちが呼吸するものだけではありません。ロケット推進剤は酸素に依存しており、将来の探検家は火星で推進剤を製造して帰宅することに依存するでしょう。

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