放眼整个太阳系，只有火星符合人类生存的一些基本条件，但令人头疼的是，人类作为碳基生物，生存的首要条件就是氧气和水源，而火星的大气层主要由二氧化碳和氮组成，氧气只占了0.15%，显然它的氧气不足以支撑人类在地表活动。
不过人类作为高等智慧生命，没有条件也应该会创造条件，既然自然富含的氧气不够，那就自主制造更多的氧气。
近日，麻省理工学院宣布，由他们领导的团队在火星氧气原位资源利用实验的任务中，成功在富含二氧化碳的火星上持续制造出氧气，每次运行时制造氧气的速度达到了每小时6克，这大约是地球上一颗普通树的产氧水平，相关成果已经发布在了《科学进展》杂志上。
火星原位资源利用实验（MOXIE）是一个安装在毅力号火星探测器上的设备，它通过从火星上的大气中提取二氧化碳，然后再转换成氧，这个过程中不需要任何额外的投入，无论是在极端的温度下还是在恶劣的沙尘暴后，MOXIE都可以夜以继日的不停生产高纯度的氧气。
氧气可以说是人类移民的火星的最大难点之一，MOXIE的成果让我们看到了希望，它究竟是如何在火星上实现二氧化碳和氧气的转换呢？
毅力号上的MOXIE只有饭盒大小，假如以后创造出更大的MOXIE，改造火星大气真的可以易如反掌吗？
2020年7月30日，毅力号火星车从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空，七个月后降落在火星杰泽罗陨石坑内，它此行的任务是寻找火星上过去存在的生命，并进行一些科学实验，为未来移民火星做准备。
火星原位资源利用实验就是其中一个，它是一个边长仅有30厘米的小型仪器，也是氧气制造任务的执行者。
MOXIE的思路是收集并利用火星自身丰富的二氧化碳来制造氧气，它首先通过泵和压缩机从大气中吸入火星空气，其中大约95%都是二氧化碳，首先这些空气会经过一道过滤，去除其中的污染物。
随后空气被压缩，并利用加热器把空气温度提升到800℃，送入固体氧化物电解槽，通过在电化学电池的两个极性相反的电极之间注入电流，二氧化碳被分解为一个碳原子和一个氧原子，一氧化碳会被作为废物排放出去，剩下的氧原子被分离重组形成氧气分子。
自从去年2月毅力号着陆以来，MOXIE在一个火星年中共启动了七次，火星的大气比地球更多变，空气密度在一年的不同时间最高可以有两倍的差异，空气温度也会有上下100摄氏度的波动。
为了观察MOXIE在火星大气不同条件时的产量变化，它每次都会被安排在白天或晚上的不同时间，或者不同的季节启动，结果表明，MOXIE可以在火星的不同条件下都顺利进行氧气的生产。
研究团队正在寻找一种更大的装置，并且在人类登陆火星任务之前送上火星，现在的MOXIE每次启动之前都要预热几个小时，并且每次启动只能运行一个小时，科学家设想放大版的MOXIE可以以更高的效率连续运行很久，以几百棵树的制氧速度持续生产氧气。
地球的资源和人口容量有限，当人类的数量达到阈值时，在外太空进行移民是必不可少的阶段，考虑到当下科技水平有限，而宇宙中恒星与恒星的距离又动辄几光年，目前来看短时间内人类移民的目标只能放在太阳系内。放眼整个太阳系，只有火星符合人类生存的一些基本条件，但令人头疼的是，人类作为碳基生物，生存的首要条件就是氧气和水源，而火星的大气层主要由二氧化碳和氮组成，氧气只占了0.15%，显然它的氧气不足以支撑人类在地表活动。不过人类作为高等智慧生命，没有条件也应该会创造条件，既然自然富含的氧气不够，那就自主制造更多的氧气。
近日，麻省理工学院宣布，由他们领导的团队在火星氧气原位资源利用实验的任务中，成功在富含二氧化碳的火星上持续制造出氧气，每次运行时制造氧气的速度达到了每小时6克，这大约是地球上一颗普通树的产氧水平，相关成果已经发布在了《科学进展》杂志上。
火星原位资源利用实验（MOXIE）是一个安装在毅力号火星探测器上的设备，它通过从火星上的大气中提取二氧化碳，然后再转换成氧，这个过程中不需要任何额外的投入，无论是在极端的温度下还是在恶劣的沙尘暴后，MOXIE都可以夜以继日的不停生产高纯度的氧气。
氧气可以说是人类移民的火星的最大难点之一，MOXIE的成果让我们看到了希望，它究竟是如何在火星上实现二氧化碳和氧气的转换呢？毅力号上的MOXIE只有饭盒大小，假如以后创造出更大的MOXIE，改造火星大气真的可以易如反掌吗？2020年7月30日，毅力号火星车从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空，七个月后降落在火星杰泽罗陨石坑内，它此行的任务是寻找火星上过去存在的生命，并进行一些科学实验，为未来移民火星做准备。
火星原位资源利用实验就是其中一个，它是一个边长仅有30厘米的小型仪器，也是氧气制造任务的执行者。
MOXIE的思路是收集并利用火星自身丰富的二氧化碳来制造氧气，它首先通过泵和压缩机从大气中吸入火星空气，其中大约95%都是二氧化碳，首先这些空气会经过一道过滤，去除其中的污染物。
随后空气被压缩，并利用加热器把空气温度提升到800℃，送入固体氧化物电解槽，通过在电化学电池的两个极性相反的电极之间注入电流，二氧化碳被分解为一个碳原子和一个氧原子，一氧化碳会被作为废物排放出去，剩下的氧原子被分离重组形成氧气分子。
自从去年2月毅力号着陆以来，MOXIE在一个火星年中共启动了七次，火星的大气比地球更多变，空气密度在一年的不同时间最高可以有两倍的差异，空气温度也会有上下100摄氏度的波动。
为了观察MOXIE在火星大气不同条件时的产量变化，它每次都会被安排在白天或晚上的不同时间，或者不同的季节启动，结果表明，MOXIE可以在火星的不同条件下都顺利进行氧气的生产。
研究团队正在寻找一种更大的装置，并且在人类登陆火星任务之前送上火星，现在的MOXIE每次启动之前都要预热几个小时，并且每次启动只能运行一个小时，科学家设想放大版的MOXIE可以以更高的效率连续运行很久，以几百棵树的制氧速度持续生产氧气。
这样的话，MOXIE的氧气就能够维持宇航员到达火星之后的日常活动，还可以为返回火箭提供燃料，让航天员顺利返回地球。
虽然MOXIE的成功让我们看到了改造火星的可能，但也仅仅是可能，在制造更大的MOXIE之后，面临问题也会更多。
首先MOXIE工作原理就是从二氧化碳中分离氧原子，并将一氧化碳中排放出去，一氧化碳对人类是一种有害气体，它进入人体后，会与血红蛋白可逆性结合，引起人体缺氧，并阻碍体内二氧化碳排出，最终引起中毒。
未来更多的MOXIE就意味着更多的一氧化碳，人类所需要的氧气和它排放的一氧化碳成正比，这显然不是一个良性循环。
除此之外，制造出能够支持人类任务的氧气数量，大约需要一个MOXIE连续工作400天，而迄今为止，MOXIE每次运行只持续一个小时，并且如果要制造更大版本的MOXIE，还要更好的管理内部的温度，确保设备可以均匀加热，这也是一大技术难题之一。
移民其他星球建立人类第二家园的道路是漫长且艰巨的，未来还会有更多的困难需要克服，不过这次的MOXIE实验首次验证了利用另一颗行星的表面资源，借助化学反应，可以把它们转换为人类所需要的物质，可以说是一个历史性的进展。
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