作者莎拉·科迪，麻省理工学院 莫邪将从火星大气中收集二氧化碳(CO2)，并用电化学方法将其分解成氧气和一氧化碳分子
信用:美国国家航空航天局/JPL 7月30日，一个为期两周的机会之窗为坚忍号打开，这艘最新的火星漫游者是本着人类的好奇心打造的，它将从佛罗里达州东海岸的卡纳维拉尔角航天发射中心发射升空，开始它的红色星球之旅
在麻省理工学院的帮助下，这一最新的美国宇航局任务将建立在其巡回实验室前辈的遗产之上，并比以往任何时候都更深入地探索火星上的生命问题
在目前的状态下，火星是不适宜居住的；地表积满灰尘，唯一可用的水被冻结在两极附近、地下深处，或者与土壤紧密结合，必须在烤箱中烹饪才能提取
空气是不可呼吸的，稀薄的大气允许令人担忧的辐射水平，同时保持-81华氏度的平均温度
然而，在过去的某个时候，它可能看起来更像地球，对生命来说可能更可持续
毅力的目标——更大的火星2020任务的标志性组成部分——是探索以前的可居住性问题，表征环境，并帮助为未来的人类探索铺平道路
在火星车上进行的七项实验中，有一项将专门针对人类未来的火星任务:莫邪，火星氧气原位资源利用实验的简称，将帮助我们为第一次任务做准备，证明我们可以在火星上制造自己的氧气，用于火箭推进剂，并在宇航员到达火星时供宇航员呼吸
莫邪是由麻省理工学院干草堆天文台和麻省理工学院航空航天系的研究人员以及美国国家航空航天局喷气推进实验室(JPL)的工程师合作提出并开发的
麻省理工学院在任务的其他方面也有很好的代表性
毅力将携带一个复杂的系统来选择、取芯、缓存和保存岩石和土壤样本，以便有一天带回地球
麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)的地球生物学副教授塔尼娅·波萨克和行星科学教授本·韦斯都是参与该系统的科学家，他们将帮助选择从火星表面收集和分析哪些样本
媒体艺术和科学的研究生，麻省理工学院媒体实验室太空探索计划的创始人和领导者阿里尔·埃克布劳，在JPL的一个夏天参与了一个火星车实验，该实验将寻找过去微生物的证据
小机械树 在2015年的电影《火星人》中，当宇航员马克·沃特尼(由马特·达蒙扮演)被困在火星上时，他设法在红色星球的土地上生活了足够长的时间，与他的船员协调了一次会合救援任务
这是原地资源利用(ISRU)背后的基本原则，莫邪代表了未来火星探险者实现ISRU的重要的第一步
“你不仅需要氧气供人们呼吸，也需要氧气供火箭呼吸
如果你在燃烧燃料，你需要氧气来消耗它，”莫邪首席研究员、马萨诸塞州韦斯特福德的麻省理工学院干草堆天文台的研究主任迈克尔·赫克特说
“氧气瓶是航天清单上最重的物品是有原因的
" 发射消耗大量燃料:推动宇宙飞船脱离地球引力需要大量能量，返回地球需要从头再来
更重要的是，运输给定任务所需氧气所需的重型容器占据了经过仔细校准的航天器中的宝贵空间
这就是ISRU方法的来源
“与其把它带在身边，为什么不在我们需要的时候把它带在身边呢？”Hecht说
“氧气存在于火星上，只是不是以我们可以使用的形式存在
这就是我们试图与莫邪解决的问题
" 氧气的一个潜在来源是火星表面下的冰
但是开采这些冰需要复杂的机械，挖掘和钻孔的物理行为会对设备造成严重的磨损，当维修人员在一个星球之外时，这是一个问题
令人欣慰的是，该团队还可以利用另一种潜在资源来产生氧气:大气
这位艺术家的作品展示了美国国家航空航天局的“坚忍”号火星车在探索火星上的杰零陨石坑
在麻省理工学院的帮助下，毅力将比以往任何时候都更深入地探索这个红色星球上的生命问题
信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 “通过采矿方法，你必须开采冰，提炼并处理它以释放氧气，然后再把它带回来，这不是我们可以用机器人完成的事情，尤其是在我们的空间限制内，”赫克特说
“我想找到一种更简单的方法
火星大气中的二氧化碳含量约为96%，所以我们建造了一棵小型机械树，因为这比建造一个微型、独立的采矿公司要容易得多
" 莫邪的目标:收集火星空气中丰富的二氧化碳，将其转化为氧气，并测量氧气的纯度
吸入火星空气后，该系统过滤掉灰尘，将其压缩，然后将其送入固体氧化物电解器(SOXE)，这是一种关键元件，它吸收加压的二氧化碳，并利用电和化学的结合将分子分解成氧气和一氧化碳。
氧气的纯度被分析，然后氧气被释放回火星大气
目前，计划是在尽可能多的不同季节和环境条件下，在整个飞行任务中进行至少10次产氧运行
由于运行莫邪实验需要大量的能量，该团队将与其他研究人员协调，他们将不得不在莫邪几个小时的运行时间内关闭电源，然后等待火星一天的大部分时间(称为sol)来给毅力的电池充电
数据将被送回麻省理工学院的实验室，在那里莫邪的表现将被分析
组建团队 2013年，美国国家航空航天局呼吁在特定参数范围内为2020年火星车进行产氧实验
尽管在JPL任职的30年里他一直在从事凤凰号火星着陆器的任务，当赫克特在2012年来到他现在在麻省理工学院干草堆天文台的位置时，他并不指望自己会再成为一个“火星人”——他认为自己已经和火星彻底断绝关系了
但是他以前在JPL的同事不同意，要求他作为首席研究员领导这项实验
据赫克特说，即使在他签约后，他也认为项目提案是一个渺茫的希望，但在2014年7月，他和他的同事得到消息，他们得到了这个项目
“美国国家航空航天局其他实验室的研究人员有一个巨大的开端和许多技术遗产
莫邪的选择对我来说是一个巨大的惊喜，”赫克特说
“由于这项任务以人为中心，我知道我们必须在人类探索领域建立真正的信誉，我们不只是在找借口做一些有趣的科学研究
那么，我们如何让他们相信我们是真实的，我们想帮助人类探索呢？我花了大约五分钟才想起杰夫·霍夫曼
" 霍夫曼是麻省理工学院航空航天学的实践教授，他对人类太空探索当然略知一二
在他作为美国国家航空航天局宇航员的职业生涯中，他在五次太空飞行中进行了四次太空行走——包括1993年修复哈勃太空望远镜的最初救援/恢复任务
除了霍夫曼在人类太空飞行方面的丰富经验之外，他还与赫克特分享了另一个联系:赫克特是霍夫曼第一个作为麻省理工学院新研究员的研究生顾问，之后他在1978年被征召进入宇航员项目，并在美国国家航空航天局从事职业生涯
他于2001年回到麻省理工学院任教，除了是莫邪的副首席研究员之外，他还负责麻省理工学院的人类系统实验室，教授有关人类航天系统的课程
霍夫曼说:“和以前的研究生作为同事合作是一种很好的体验，尤其是在像莫邪这样的项目上，因为在一个完整的故事中，它显示了研究生对研究过程的重要性。”
“研究生不仅在一个项目上进行日常工作，而且我们还在培养下一代人，他们不仅要探索火星，还要探索整个太阳系
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自2016年以来，学生埃里克·欣特曼(Eric Hinterman)SM ' 18和玛雅·纳斯尔(Maya Nasr '18)一直在莫邪团队工作，当时欣特曼正在攻读硕士学位，而纳斯尔作为航空航天专业的大三学生正在执行一项与莫邪相关的研究项目
2019年3月，美国国家航空航天局火星2020项目的成员在“毅力”漫游者的底盘上安装了火星氧原位资源利用实验(莫邪)，该实验的体积不超过一节汽车电池
莫邪将展示一种方法，未来的探险者可以从火星大气中产生氧气作为推进剂和呼吸
信用:美国国家航空航天局/JPL 在她的硕士论文中，Nasr专注于通过在不同的压力和温度以及模拟火星环境的条件下进行实验来校准莫邪装置中的传感器
她的主人的工作目标是了解传感器在火星这样的环境中如何表现不同，并相应地校准它们，以便它们在执行任务时发回准确的数据
她的博士学位
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工作将集中在处理和分析莫邪实验实验室的数据和从火星发回的遥测数据，这将有助于确定该装置在提取氧气的任务中的运行情况
“对我个人来说，在这个项目上工作意味着很多，令人惊讶的是，发布已经开始了
我在黎巴嫩长大，记得我看过“好奇号”探测器着陆，当时美国宇航局JPL局长是Dr
最初是黎巴嫩人的查尔斯·埃拉奇说
“看到他在任务控制中心，我意识到有可能成为火星任务的一部分，这也是我申请麻省理工学院的原因之一
" 莫邪团队的最新成员是航空航天大师的学生贾丝汀·舒尔茨，她于2020年春末加入
舒尔茨也在通用电气公司全职工作，她将在毕业时致力于构建一个详细的莫邪热模型
名称又能代表什么呢 由于“火星氧原位资源利用实验”是一个满嘴脏话的项目，赫克特想用这个项目的名字来创新
最初的灵感来自莫邪苏打，它是19世纪在马萨诸塞州发明的一种镇定神经的滋补品
当该公司将其与苏打水混合以增加碳酸含量时，它开始下架，成为美国首批批量生产的苏打水之一
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除了当地的联系和二氧化碳在莫邪苏打成功故事中的重要作用，赫克特认为这个词背后的含义已经成为我们文化词汇的一部分，特别适合这个项目
韦氏词典将“莫邪”定义为“精力、活力、勇气、决心和技能”
“随着世界正在努力应对一场危险的全球性流行病，而终点线就在眼前，更深层次的含义变得更加相关
“冠状病毒的情况确实造成了一些我们认为会发生的延误，但谢天谢地，它从未危及到任务
尽管遇到了一些挫折，但我们能够调整和适应，使发射保持在正轨上，”赫克特说
“但该死的新冠肺炎，我们要发射这辆火星车
" 发射窗口是一个重要因素，因为它标志着地球围绕太阳的轨道与火星轨道对齐的时间段，这种对齐方式允许火箭遵循飞行轨迹，就像在高速公路上变道，以与火星Jezero陨石坑上的目标着陆点会合。
窗户在八月关闭
15，再过26个月不会再开了
霍夫曼说:“虽然不能亲自在一起庆祝这个时刻是令人难过的，但关键是我们要到达火星表面并制造氧气，这将是我们在家在线完成的。”
“回顾过去几个月发生的一切，以及尽管我们周围的世界正在关闭，但所有努力让火星2020准备发射的人，我很高兴我们用了“坚持不懈”这个名字，因为坚持不懈和坚持使命已经成为游戏的名字
"
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