퍼서비어런스 목시(MOXIE)실험, 화성에서 최초로 산소 생성 성공

문광주 기자 / 기사승인 : 2021-04-23 09:41:48
  • -
  • +
  • 인쇄
(3분)
- 토스터 크기의 상자“Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment”(MOXIE)로 가능
- CO2 흡입 후 압축, 800도로 가열, CO2가 O2와 CO로 분리되는 전기분해
- 음극에서 산소 수집, 잔류가스는 여과후 대기로 방출
- 1시간에 산소 5g 생산,우주 비행사 약 10분 호흡 가능

퍼서비어런스 : 화성에서 최초로 산소 생성
MOXIE 실험은 처음으로 낯선 행성의 대기에서 산소를 추출


우주 비행사를 위한 호흡 공기 :
화성 탐사선 퍼서비어런스(Perseverance)가 화성 대기에서 산소를 추출하는 데 성공했다.했다. 낯선 행성에서 처음으로 산소를 생산한 것이다. 열과 전기로 사용 화성의 대기에서 이산화탄소를 분리해 산소를 생성하는 MOXIE 실험에 의해 가능했다. 생산량은 시간당 약 5g의 O2로 여전히 낮지만 미래의 시스템은 우주 비행사가 숨을 쉴 수 있는 충분한 공기를 생성할 수 있다. 

▲ 화성 탐사선 Perseverance는 MOXIE 실험의 도움으로 처음으로 화성 대기에서 산소를 추출했다.

© NASA / JPL-Caltech


화성 탐사선 인내심은 몇 주 동안 화성에 머물렀고 이미 몇 가지 선구적인 업적을 달성했다. 비디오에서 그는 우주 탐사선의 관점에서 화성 착륙이 어떻게 생겼는지 우리에게 처음으로 보여 주었다. 며칠 후 그의 마이크는 처음으로 화성 표면에서 운전할 때 발생하는 소음을 녹음했다. 2021년 4월 19일, Perseverance의 작은 동반자, 화성 헬리콥터 Ingenuity는 외계 행성에서 인공 차량의 최초 동력 비행에 성공했다.

화성 대기의 산소

이제 또 다른 이정표가 있다.
처음으로 낯선 행성 환경에서 산소를 추출하는 것이 가능했다.

이것은 Perseverance가 기기 플랫폼에서 운반하는 토스터 크기의 작은 상자 “Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment”(MOXIE)로 가능했다. MOXIE는 2021년 4월 20일에 처음으로 활성화됐다.

MOXIE는 얇지만 이산화탄소가 풍부한 화성의 공기를 흡입하고 압축해 산소를 추출한다.
그런 다음 94% CO2 가스는 약 800도까지 가열되어 두 개의 전극이 있는 용기에 공급된다.
이산화탄소가 산소와 일산화탄소로 분리되는 전기 분해가 발생한다. 산소는 음극에서 수집되어 호흡 가스로 사용될 수 있으며 잔류 가스는 여과된 후 대기로 다시 흐른다.

시간당 산소 5g

첫 번째 테스트에서 MOXIE는 이러한 방식으로 시간당 약 5g의 산소를 생성했다.
이것은 그다지 많지 않다. 우주 비행사에게 약 10분의 호흡 공기에 해당한다. 그러나 기술이 작동한다는 증거이며, 인공 장치가 외계 행성의 환경에서 산소를 추출한다는 것은 처음이다.

NASA의 짐 로이터(Jim Reuter)는 "이것은 화성에서 이산화탄소를 산소로 전환하는 중요한 첫 단계다"고 말했다. 향후 2년 동안 MOXIE는 화성 대기에서 최소 9번 산소를 끌어 올 것이다. 과학자들은 그 과정이 연중 다른 시간에 얼마나 잘 작동하는지 테스트하려고 한다.
최종 테스트 단계에서 MOXIE는 모든 추출 온도를 포함한 새로운 방법론적 변형을 시도해야한다.
▲ 로버에 설치하기 전 MOXIE와 화성에서 첫 번째 산소 생산 곡선. © MIT Haystack observatory
 
향후 화성 탐사를 위한 자원

현장 산소 생산은 화성에 대한 미래의 유인 임무에 특히 중요하다.
“MOXIE는 다른 행성에서 산소를 생산하는 최초의 도구일 뿐 아니라 미래의 미션에 허용되는기술의 첫 선구자이기도 하다”라고 NASA 과학자 Trudy Kortes는 설명한다. 전기 분해 및 기타 기술 덕분에 우주 비행사 또는 로봇 선봉대는 대기와 화성의 표토에서 산소, 물 및 기타 원료를 생성 할 수 있다.

"이 기술 시연의 결과는 언젠가 화성에서 사람들을 만날 우리의 목표에 희망을 준다"고
Reuter는 말했다. 붉은 행성의 우주 비행사에게 호흡에 필요한 공기를 공급하고 귀환 비행을 위한 연료를 얻으려면 현장에서 산소를 확보해야 한다. 지구에서 운송하는 데 너무 비싸고 시간이 많이 걸리기 때문이다. 화성 표면에서 로켓을 가진 네 사람을 우주로 데려오려면 로켓 연료로 약 25톤의 산소가 필요하다.

우주 비행사가 화성 기지에서 숨을 쉴 수 있는 공기는 훨씬 적을 것이다.
"화성 표면에서 1년을 보내는 우주 비행사는 아마도 총 1톤 정도만 필요할 것이다"고
Massachusetts Institute of Technology의 MOXIE 프로젝트 관리자 마이클 헤시트(Michael Hecht)는 설명한다. 화성에서 약 26톤의 산소를 얻기 위해서는 약 1톤 또는 몇 개의 더 작은 MOXIE의 더 큰 버전으로 충분할 것이다.
출처 : NASA Jet Propulsion Laboratory

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]

  • 글자크기
  • +
  • -
  • 인쇄
뉴스댓글 >

주요기사

+

많이 본 기사

Basic Science

+

Technology

+

Photos

+