火星上雖然有氧氣，但其含量非常低，不足以讓人直接呼吸。為了支持人類未來探索這顆紅色行星，美國宇航局(NASA)與麻省理工學院(MIT)聯手開發出可在火星上使用的制氧機，其產生的氧氣與地球上的一棵小樹相當。

這個項目名為MOXIE，也就是“火星氧氣就地資源利用實驗”的縮寫，它是NASA“毅力號(Perseverance)”火星任務的重要組成部分，旨在首次嘗試將來自外星的資源轉化為對人類執行太空任務有用的東西。麻省理工學院的研究人員發現，他們研發的設備可以從火星大氣富含的二氧化碳中提取氧氣，而且可以全天候運轉。

前NASA宇航員、MOXIE任務次席研究員、麻省理工學院航空航天工程教授杰弗里·霍夫曼(Jeffrey Hoffman)說：“這是自古以來探險家們始終在做的事情：找出你要去的地方有哪些資源可用，并找到如何使用它們的方法。”

目前，太空機構、科學家和企業家都在呼吁人類探索火星。盡管最近遇到了麻煩，但NASA備受期待的登月任務“阿爾忒彌斯”(Artemis)被認為是未來十年探索火星的中轉站。世界首富、SpaceX創始人埃隆·馬斯克(Elon Musk)暗示，將在2029年前實現載人登月。

但霍夫曼表示，要讓人類登上火星需要克服諸多挑戰。比如，在前往火星的漫長旅程中，宇航員不得不忍受高水平的宇宙輻射。往返火星可能需要8個多月的時間，所以太空旅客必須有充足的食物和藥品。

不過，最重要的可能是提供充足的氧氣。在火星上建立起臨時棲息地后，宇航員們需要在里面能夠自由呼吸。當他們外出探索火星時，也需要在太空服中加注氧氣。在宇航員們從火星返回地球時，同樣需要利用氧氣制造關鍵的火箭推進劑。

霍夫曼說，航天機構可以向火星發射足夠多的氧氣，供宇航員呼吸和重返家園，但這樣做的代價將非常昂貴，因為這將需要多次火箭發射。而從火星大氣的二氧化碳中提取氧氣則會更便宜。火星大氣中二氧化碳所占比例高達96%。

為了測試將二氧化碳轉化為氧氣的能力，NASA去年在其毅力號任務中也發射了一個金色的小盒子。自2021年4月以來，MOXIE任務已經進行了幾次測試，在火星的不同時間和不同季節條件下制造氧氣。在每次實驗中，這個盒子每小時大約產生6克氧氣，相當于地球上一棵普通小樹的產出量。

如果這項技術測試成功，科學家們將需要擴大制氧機的體積，并確保它能夠持續運行。霍夫曼說，為了維持人類登上火星并讓他們安全返回，每小時至少需要產生約2到3千克的氧氣，這需要將制氧機的效率提高數百倍。

麻省理工學院MOXIE任務首席研究員邁克爾·赫克特(Michael Hecht)說：“我們唯一沒有證明的是，制氧機在黎明或黃昏是否能正常運行，因為那時火星上的溫度變化很大。但當我們實現最后的里程碑時，將來人類或許可以在任何時候在火星上跑步。”

NASA和麻省理工學院的工程師們計劃將MOXIE裝置推向極限，提高其氧氣生產能力，并確保它在火星春季期間工作，因為那時火星的大氣密度達到最大，二氧化碳水平也更高。赫克特說：“我們會將各種標準提高到極限，并讓制氧機盡可能長時間地運行。”

工程師們將監測機器的磨損情況，看其是否能夠承受足夠的壓力，從而證明它可以被改裝成能夠連續運行數千小時的完整系統。如果這些嘗試取得成功，將對人類探索太空產生巨大影響。

霍夫曼說：“為了支持人類登上火星，我們必須從地球帶上很多東西，包括氧氣。但如果我們能在火星上就地制造氧氣，那會將太空探索向前推進一大步。” (小小)

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