如何看待美国“毅力”号火星车完成火星制氧任务？

这个任务是在2021年4月20日开始的，火星氧气资源利用实验（MOXIE）目标从火星二氧化碳大气中产生氧气，这东西差不多一个烤面包机大小，重17.1kg，尺寸23.9 x 23.9 x 30.9cm，功率300W，每一次实验有大约一个小时的时间生产氧气（O2），每小时的产量6～10g（8月7日的第16次运行中，该仪器产生了9.8克氧气）。

这玩意目前的产量太小了，一队火星科考队需要25到30吨氧气，这需要一个25,000到30,000W的发电站，然而毅力号动力系统只能提供大约100W，所以需要一个Big MOXIE（每小时需要制造2000至3000克氧气，要一个冰柜大小，重1吨的玩意，而且还能做到在20个月的大部分时间里，能一直工作），现在这东西还处于技术演示状态。

MOXIE的工作原理是将氧原子从由一个碳原子和两个氧原子组成的二氧化碳分子中分离出来，产生一种废气——一氧化碳排放到火星大气中，收集形成的氧气，其实就是个“固体氧化物电解槽”，其中固态氧化物指的是氧化锆制成的陶瓷，当MOXIE运行时，它首先要将陶瓷加热到工作温度，大约需要两个小时。在那之后，毅力号的电池有足够的可用电量来制造大约一个小时的氧气，此时研究人员会改变电压或运行速度来研究这个仪器，他们要控制反应强度，让它只产生一氧化碳废气而不是纯碳（碳沉淀物），这会毁掉仪器，让其“焦炭化”。

工作的时候毅力号的其他仪器是完全不运行的，因为在火星它属于大功率电器，每一两个月只运行一次。

转换过程需要非常高的热量，温度需要大约1470华氏度（800摄氏度），因此MOXIE单元由耐热材料制成，包括3D打印的镍合金部件，可以加热和冷却流经它的气体，以及有助于保持热量的轻质气凝胶。MOXIE外部的薄金涂层可以反射红外热能，使其不向外辐射，并保护其不损坏毅力号的其他部分。在两年前的第一次操作中，MOXIE的氧气产量相当低，5.37克，相当于宇航员约10分钟的氧气。

这次研究分三个阶段进行：第一阶段是，检查和测试仪器的功能；第二阶段，在不同的大气条件下运行仪器，例如一天中不同的时间和季节；第三阶段是，在多个不同温度下进行比较操作运行。

参考资料：

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-perseverance-mars-rover-extracts-first-oxygen-from-red-planet

https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/instruments/moxie/

https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-oxygen-generating-experiment-moxie-completes-mars-mission