火星酸素現地資源利用実験

MOXIE（火星酸素現地資源利用実験）は、固体酸化物電解と呼ばれるプロセスで、二酸化炭素に富む95％火星大気から(O₂)を分離する実験的な酸素生成装置。

火星酸素現地資源利用実験（かせいさんそげんちしげんりようじっけん、英語: Mars Oxygen ISRU Experiment（MOXIE））^[1]は、火星での酸素生成を調査するNASAの火星2020ローバパーサヴィアランスによる技術デモンストレーション^[2]。

概要

2021年4月20日、MOXIEは、固体酸化物電解槽セル（英語版）を使用して火星大気中の二酸化炭素から酸素を生成した。これは、人間が使用するために別の惑星から天然資源を抽出した最初の実験である^[1][3]。この技術は、有人火星探査任務で使用するためにスケールアップして、呼吸用の酸素、酸化剤、および推進剤を提供することができる。生成された酸素と水素を組み合わせることによって水を生成することもできる^[4]。

この実験は、マサチューセッツ工科大学、ヘイスタック天文台（英語版）、NASA/カリフォルニア工科大学ジェット推進研究所、およびその他の機関の共同作業であった。

目的

6–10グラム毎時間 (0.21–0.35 oz/h)速度で少なくとも98％の純度の酸素を生成する。そして、これを少なくとも10回行うことで、デバイスは夜間を含む1日のさまざまな時間帯、および砂嵐中を含むほとんどの環境条件でテストが可能である^[1]。

開発

概観

テスト

設置

MOXIEは、以前の実験である火星現地推進剤製造前駆体（英語: Mars In-situ propellant production Precursor（MIP））に基づいて構築されている。これは、マーズ・サーベイヤー2001ランダーミッションで飛行するように設計、構築^[5]。MIPは、二酸化炭素の電気分解を使用して酸素を生成する実験室規模でのIn-Situ推進剤製造（ISPP）を実証することを目的としていた^[6]。マーズ・ポーラー・ランダーミッションが失敗した後、マーズ・サーベイヤー2001ランダーミッションがキャンセルされたため、MIP飛行のデモンストレーションは延期された^[7][8]。

MOXIEの主任研究者（PI）は、マサチューセッツ工科大学（MIT）のヘイスタック天文台（英語版）のマイケル・ヘクト（英語版）^[9]。副PIは、MITの航空宇宙工学科の元NASA宇宙飛行士ジェフリー・ホフマン（英語版）。プロジェクトマネージャーは、NASA/Caltech ジェット推進研究所（JPL）のジェフ・メルストロム。MITとJPLとともに、主要な貢献者はOxEonエナジー（以前はCoorsTek（英語版））とエアースクエアド（英語版）。他の寄稿者には、インペリアル・カレッジ・ロンドン、スペースエクスプロレーションインスツルメンツLLC、デスティニースペースシステムズLLC、コペンハーゲン大学のニールスボーア研究所、アリゾナ州立大学、デンマーク工科大学（英語版）が含まれる^[10][11]。

脚注

1. ^ Hecht, M.; Hoffman, J.; Rapp, D.; McClean, J.; SooHoo, J.; Schaefer, R.; Aboobaker, A.; Mellstrom, J. et al. (2021-01-06). “Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE)” (英語). Space Science Reviews 217 (1): 9. Bibcode: 2021SSRv..217....9H. doi:10.1007/s11214-020-00782-8. ISSN 1572-9672. https://doi.org/10.1007/s11214-020-00782-8. 
2. Beutel (2015年4月15日). “NASA Announces Mars 2020 Rover Payload to Explore the Red Planet”. NASA. 2021年2月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年2月25日閲覧。
3. “Nasa device extracts breathable oxygen from thin Martian air” (英語). The Irish Times. 2021年4月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年4月22日閲覧。
4. Potter (2021年4月21日). “NASA's Perseverance Mars Rover Extracts First Oxygen from Red Planet”. NASA. 2021年4月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年4月22日閲覧。
5. Kaplan, David; Baird, R.; Flynn, Howard; Ratliff, James; Baraona, Cosmo; Jenkins, Phillip; Landis, Geoffrey; Scheiman, David et al. (2000). “The 2001 Mars In-situ-propellant-production Precursor (MIP) Flight Demonstration - Project objectives and qualification test results”. Space 2000 Conference and Exposition. doi:10.2514/6.2000-5145. http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2000-5145 
6. Flavell (15 March 2021). “Making Oxygen on Mars is No Match for This Johnson Team”. NASA Johnson Space Center Features. 22 April 2021時点のオリジナルよりアーカイブ。22 April 2021閲覧。
7. “nasa”. www.history.nasa.gov. 2019年7月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年4月22日閲覧。
8. Colombano, Silvano (23 September 2003). “Robosphere: Self-Sustaining Robotic Ecologies as Precursors to Human Planetary Exploration”. AIAA Space 2003 Conference & Exposition. doi:10.2514/6.2003-6278. https://www.semanticscholar.org/paper/Robosphere%3A-Self-Sustaining-Robotic-Ecologies-as-to-Colombano/f2697920714506511e81222eb2cecc7cd511d88c 25 July 2021閲覧。. 
9. mars.nasa.gov. “Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE)” (英語). mars.nasa.gov. 2021年2月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年2月25日閲覧。
10. “NASA TechPort – Mars OXygen ISRU Experiment Project”. NASA TechPort. National Aeronautics and Space Administration. 17 October 2020時点のオリジナルよりアーカイブ。19 November 2015閲覧。
11. Brix, Lise (26 April 2015). “Scientists are trying to brew oxygen on Mars”. Science Nordic. オリジナルの2015年4月30日時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20150430004817/http://sciencenordic.com/scientists-are-trying-brew-oxygen-mars 2015年5月15日閲覧。 

• 公式ウェブサイト