NASA的“毅力号”火星漫游车上的实验仪器成功在不同大气条件下制造了至少6克可用于呼吸的氧气，相当于地球上一棵树生成的氧气量，速度最快时可达每小时10克，使我们离在火星上建立可生存环境似乎又进了一步。
这台仪器名叫“火星氧气原位资源利用实验”(英文缩写“MOXIE”)，自2021年4月以来，一直在利用火星富含二氧化碳的大气制造氧气。MOXIE实验一直由麻省理工学院开展，实验结果已在期刊《Science Advances》上发表。
麻省理工的研究人员在2021年开展了7次实验，这台只有饭盒大小的仪器在火星上的不同季节中、各类大气条件下、不分昼夜地制造了至少6克可用于呼吸的氧气。
“我们从中了解到了大量信息，可以为未来大规模氧气制备系统提供借鉴。”麻省理工海斯塔克天文台MOXIE任务首席研究员迈克尔·赫克特指出。
MOXIE是“原位资源利用”的首个范例，即利用行星本身的资源制造任务所需物资，而非从地球运送过去。科学家希望能在人类登上火星之前、让MOXIE实现大规模氧气制备，以上千棵树的制氧速度持续不断地生成氧气。
这样的系统不仅能为火星上的人类提供空气，还可用于生产返回地球所需的燃料。
“这是人类首次对其它行星上的资源进行利用，并以化学手段将其转化为人类任务所需的物资。”MOXIE项目副首席研究员、麻省理工教授杰弗里·霍夫曼指出，“从这个角度来看，这着实是项历史性的成就。”
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MOXIE体积很小，只能短暂地、间歇性地工作。火星大气95%的成分都是二氧化碳，因此对人类有毒。MOXIE先是吸入火星空气，将污染物滤出，然后将空气加压加温至800摄氏度，再让空气通过包含镍等催化剂的电解槽，将空气中的二氧化碳分解为氧离子(带电氧原子)和一氧化碳。随后再经过通电，让氧离子重新结合成可用于呼吸的氧分子。
“MOXIE最大的优点在于，要想制造出氧气，只需要给它提供空气就行。”霍夫曼指出，“所以你无论在哪都可以，不受地点限制。”
但完整规模的MOXIE需要每小时生成2至3千克的氧气，而且每过6个月，随着二氧化碳被冻结在火星两极的冰盖中，可用于转化的二氧化碳量也会随之下降。
“火星大气的变数比地球大得多。”霍夫曼指出，“火星空气密度在一年中可以成倍变化，温差更是能达到100度之大。因此验证MOXIE在各个季节的运行能力也是我们的实验目标之一。”
从目前的实验结果来看，MOXIE的确可以在任何时间制备氧气，不分季节、不分早晚。
“我们唯一还未验证过的时间段是黎明或黄昏时分，此时的温度会经历大幅变化。”赫克特表示，“不过我们有个‘妙计’可以实现这一点，等我们在实验室中测试之后，就可以达成最后的里程碑，真正证明MOXIE可以在任何时间运行了。”
“接下来，我们还要在一年中空气密度最高的时段进行测试，而且要制备尽可能多的氧气。”赫克特补充道，“所以我们要将所有数值调到最高，运行时间也调到最长。”
还有一个未知因素是，这种氧气制备过程不知会对火星环境造成何种影响。
“这个问题还是值得考虑的，因为二氧化碳是火星大气的主要成分，在火星季节循环中扮演着关键角色。”科罗拉多大学博尔德分校物理学家玛格丽特·兰迪斯指出(她并未参与此次研究)，“我们还需要仔细了解一下，一旦这种地表和大气二氧化碳之间的均衡状态开始打破，究竟会造成什么影响。”
由于毅力号上除了MOXIE之外还有多种仪器设备，MOXIE不能持续不断地运行。不过，该团队目前正在评估反复开关对该仪器造成的损耗情况。
“在火星上开展载人任务需要从地球送去大量物资，比如计算机、宇航服、住所等等。”霍夫曼指出，“但氧气怎么办?如果能在火星上制造出来，那肯定是最理想的。”
“这听上去确实像科幻小说中的情节。”兰迪斯表示，“也可以证明我们在火星上究竟能有多大能耐。”
