NASA耗资千万火星生产氧，俄罗斯网友：真不知道可以电解水制氧？

　　今天有一个令人振奋的消息，“毅力”号的一台叫做“MOXIE”的设备在火星上尝试产生氧气，成功从火星的大气中提取出了5克氧，大约可以供一个成年人呼吸10分钟！

　　火星上的大气都是二氧化碳，它是怎么提取出氧气的？

　　火星是距离地球最近的行星？其实金星才是，火星要稍微远那么一丢丢，但金星实在是太热了，表面温度高达460摄氏度以上，所以处在太阳系冷边缘，和地球非常相似的火星就进入了全球航天大国的视野！

　　火星直径6,779千米，大约是地球的一半，半长轴约2.28亿千米，是日地距离的1.5倍左右，火星自转一周24.6229小时，几乎和地球一天差不多，当然最关键的有两点：

• 火星上有大量的水资源
• 火星有一个大气层

　　火星的南北极极冠有大量的水冰，还有火星的地下，有远古时期渗入后被密封在内部的大量液态水，比如欧洲航天局发现的火星南极附近地下的液态盐水湖。

　　比较可惜的是火星的大气层和地球差得有点远，地球大气中有21%的氧气，而火星却几乎都是二氧化碳，而且还非常稀薄，因此这次“毅力号”携带的火星直升机专门为了稀薄大气中飞行而设计，据说价值8500万美元，这个鞋盒般大小的直升机变地球上的飞机还要贵！

　　“MOXIE”如何将二氧化碳变成氧气？

　　氧气和碳结合生成二氧化碳的过程很简单，可以通过燃烧等化学反应，也可以通过生物体的呼吸过程，二氧化碳倒过来变成氧气，除了绿色植物的光合作用以外，当然也有化学过程，那么“MOXIE”的原理又是怎样的呢？

　　“MOXIE”的大小和一个汽车电池差不多，在地球重约17.1公斤（火星重量约6.41公斤），功率为300W，制氧量约10克/小时。

　　它被安装在毅力号右前侧位置，工作时首先将火星大气吸入二氧化碳，然后通过涡轮机压缩至1个大气压，然后将经过压缩的大气送入固体氧化物电解器（SOXE），在电池内部阴极进行电化学裂解，以在阳极产生纯O 2，这个过程等效于反向运行燃料电池。

　　工作模块与流程

　　这台固体氧化物电池在800°C下运行，需要复杂的隔热系统，包括输入其他的预热以及废气的冷却，还有氧气纯度的控制等，另外还要基于流速测得转化率，优化控制已达到火星大气压下的最高效率。

　　已经安装在“毅力号”上的“MOXIE”

　　这台有麻省理工学院设计设备造价不菲，估计至少百万美元，再加上亿万里迢迢送到火星，那价值何止千万！有俄罗斯网友看不下去了，直接在NASA庆贺的社交媒体上留言，难道你们就不知道有一种叫做电解水制氧的方法吗？

　　火星既然有那么多水资源，怎么就不能用电解水这种连中学生都知道的方法呢？而且只要两根玻璃管，一桶水再加一个电池即可实现，这成本简直就是白菜价！

　　电解一升水大约需要4.4度电，按效率按80%计算，大约需要5.5度电，能得到888克氧气，按5克氧气供呼吸10分钟算，这888克可以呼吸大约1777分钟，大约29.6小时，当然这需要耗电，那么从哪里来呢？

　　在火星上取得电能并不麻烦，每天都是大晴天，除了偶尔的沙尘暴，天天可以制氧，只是火星的太阳辐射强度只有地球的一半，也就是太阳能电池需要加倍布置，当然这完全不是问题，总比NASA请麻省理工设计一台超级豪华型要省事得多。

　　当然它的好处是可以从大气中提取氧气，毕竟火星并非到处都有水，只有火星南北极以及特定的某些地方才可能有水，如果NASA的制氧成本低，那么未来可以在任何纬度大量制氧，建立基地选址的灵活性立马上升。

　　火星生产出氧气，人类什么时候可以移民火星？

　　马斯克曾经豪言壮语，2050年前将百万人送到火星建立殖民地，当然大家都知道这就是喊喊口号，只要在2050年前完成载人火星登陆，差不多就是一件非常了不起的事情了！

　　因为马斯克的计划是不仅要登陆火星，而且还要在火星上利用大气层中的二氧化碳制造甲烷和氧气，从火星加油再飞回来，这有多难？几乎相当于在火星上建立一个燃料工厂，需要制造出至少上百吨燃料，这是个相当冒险的计划，所以才有人称马斯克即使能将宇航员送到火星，也不过是单程票！

　　从地球前往火星，技术上并没有特别大的难题，毕竟那么多探测器已经成功登陆火星，但最大的问题也是因为人，和无人能探测器不一样，人是需要吃喝拉撒的，需要维保系统，会产生一系列的心理问题，还有时效问题，比如必须在补给和氧气耗尽前完成任务返回地球，当然更重要的是载人计划一旦失败，这个社会后果是相当严重的。

　　因为前往火星耗时至少半年，而且回来至少也得在2年之后了（因为火星2年才和地球靠近一次），所以这来回一年，火星上至少煎熬一年，绝不是载人登月那样几天就可以来回，因此这个难度可想而知的！