人类有着与生俱来的对于扩张和探索的渴望，但当涉及到太空时，可不止是登陆到另一颗星球并在上面定居那么简单。太阳系中的卫星和行星对于生命来说是很致命的，至少对我们人类是这样。因此如果我们真的想要在异星上生存，就必须学会如何让其环境变得对我们更有利，这也是NASA一直致力于攻克的事情。
今天就让我们近距离了解NASA是如何为了全人类而改造火星的。你想知道问题的终极答案吗？你一直怀揣着一颗好奇的心吗？别忘了开启提醒来获取更多的一手资讯！人类是在地球上不断进化至今，因此我们需要类似地球的条件才能得以生存。不幸的是，地球是我们太阳系中的一个特例，是唯一一颗适合我们居住的星球。从理论上来说，火星是离地球最近的行星。但目前在没有防护措施的情况下，我们会在火星地表瞬间挂掉。
如果我们想进一步探索群星，不论是火星还是其他地方，我们有两个选择：建立具有独立生态系统的栖息地，或者是改造卫星和行星使其更适合人类居住。我们已经尝试在月球建立基地，但生活在这样的人工栖息地有很大的潜在危险。一个构造合理的基地必须能够承受恶劣的环境，因为一旦其生命支持系统发生故障便会酿造悲剧。考虑到这一点，长期的目标便是环境改造，将危险的环境转变为适合人类居住的环境。
这是个好主意，但却很难做到。改造火星面临的其中一些挑战便是其低重力，不可呼吸的大气，缺乏食物，有毒土壤，温度等等。这些都是最终需要解决的问题。能够在异星上持续生存的最重要因素之一就是利用行星本身的资源，这一过程被称为原位资源利用（或ISRU）。即便我们设法在月球上建立了一个基地，宇航员也不能仅仅依靠从地球上运输来的物资。他们需要有能够自己生产空气，食物，水等资源的能力。对于火星来说也是如此。环境改造这一方法是为了创造出一个可以肆意地散步于新鲜空气之中，不依赖于外界，而是自给自足。
美国国家航空航天局（NASA）和其他机构将尝试从月球的冰沉积物中获取燃料。但是，这在火星上就是另一回事了。即使是火星与地球最近的距离，也达到了地月距离的200倍。要使一个星球宜居，氧气是最为关键的因素，因为没有氧气，我们很快就会窒息。事实上，NASA已经开始在火星上制造氧气。2021年2月18日，一辆名为“毅力号”的火星车在火星着陆，其目的是搜寻火星的土壤和岩石中是否有古生命存在的迹象，并采集相关样本。但是，其设备中有一台叫MOXIE的机器，MOXIE代表火星氧气原位资源利用实验（Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment）。
2021年4月，NASA宣布，MOXIE（首次）实验获得成功，将火星上少量富含二氧化碳的大气转化为氧气。之后，科学家们在2021年中又利用这台机器进行了七次实验，均成功在各种恶劣条件下制造出了氧气。事实证明，MOXIE在不同气候条件下都能稳定运行，在不同季节、温度、压强，以及一天中的任何时间，都能够产出氧气。总的来说，MOXIE平均每小时能生产6克氧气，相当于地球上一棵小树的制氧速度。在火星上生产氧气将是制造燃料的关键，只有充足的氧气才能保证宇航员顺利返航。
例如，如果使用氧气-甲烷推进系统，人们在火星上需要约31吨氧气才能实现升空。一般来说，如果不开采水资源，在火星上通常很难获取到氧气，但火星大气的二氧化碳含量达96%，如今我们可以通过MOXIE将其转化为氧气。MOXIE首先通过过滤器吸入火星空气，过滤掉灰尘，然后将空气加压，并加热到800摄氏度（1472华氏度），再将其送入固体氧化物电解槽，气体在镍阴极被分解为氧离子和一氧化碳，然后氧离子在阳极又重新结合成氧气。最后，MOXIE会测量氧气生成量和纯度，然后将其释放回空气中。
尽管这个这个机器很小且只能制备少量的氧气，但是这只是其在测试阶段的结果。MOXIE（Mars OXygen In situ resource utilization Experiment 火星氧气就地资源利用实验）的第一个模型和汽车电池一般大，但是在未来，它的体型将增大100倍。研究人员已经在尝试将MOXIE放大到冰箱大小，以便其在不久的将来制备相当于几百棵树所能产生的氧气。这样一来，Moxie的产能将从每小时6克提升到到每小时3千克或更多。
总的来说，这些发电机的灵感来源于地球上的树木。它的目的旨在于模仿树的光合作用，将二氧化碳转化为氧气。最终，在未来，火星上可以拥有一整片可以制造氧气，逐渐将火星的环境地球化，且提供燃料的“电子树林”。这非比寻常的“树”已经投入使用。这次任务的成功不容小觑，因为这是人类历史上首次尝试利用其他星球的原料而非依赖地球的供给。
正如MOXIE的副首席研究员，Jeffrey Hoffman所说：“这是第一次真正意义上使用其他行星表面的原料，并且将它们化学转化成对人类航天任务有用的物质。“当然，MOXIE的成功并不意味着它可以轻松的发展。扩大能源制造的主要问题在于功率和燃料。
目前，MOXIE制造8克的氧气需要消耗300瓦的能量。这并不是一个好的比例，它的功率仅仅只有10%，而只有接近90%的效率才是可行的。为了可靠地运行更大的设备，科学家们可能需要使用核能。但是好消息是，NASA已经在毅力号火星探测器（Perseverance rover）上使用了核能。 毅力号火星探测器利用钚的放射性衰变产生的热量来制造燃料。
这种方式被称为“多任务放射性同位素热电发生器”（Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator）。在理想的情况下，在未来，科学家们将需要制造可以制造10千瓦能量的核能发电机。目前NASA正在对此进行专门的研究。尽管MOXIE是唯一的在火星上制造氧气的机器，它的制造公司已经在地球上测试了比它大100倍的后续产品。
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