美媒：科学家如何为长期载人太空任务制造氧气
参考消息网8月11日报道美国《发现》杂志网站8月9日发表文章称，在今后几十年里，人类将着手以前所未有的细致度对我们的太阳系展开探索：我们已经有了通过美国国家航空航天局（NASA）的阿耳忒弥斯计划在月球上建立基地、甚至把首批人类访问者送到火星的计划。
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文章称，由于运送补给的任务或资源开采或许不可能进行，生产和循环使用对于人类生命支持系统至关重要的燃料将是关键。
在太空中制取氧和氢的一种常用装置是水电解器。这种装置利用电力把水分解为氧气和氢气，从而把电能转化为可作为燃料或氧气供应的化学能。
不过，在一项新研究中，研究人员探讨了把光电化学装置作为在太空中制取氢和燃料的首要系统的可行性。
论文合著者、英国华威大学的凯塔琳娜·布林克特说：“光电化学装置可以像人工光合作用装置那样工作，以一种类似于自然光合作用的方式把光吸收、电荷分离和催化过程整合到一起。”
文章称，通过潜在地提供一种比以前依赖于电解水的系统更节能的制取氧气和氢气的手段，这种新装置可以在从地球向太空轨道运送有效载荷时节约货物重量和所占空间。
布林克特说：“此外，它们还可以把制取氧气与‘去除’二氧化碳和燃料生产结合起来——这是一个巨大的优势。我们已经证明，当它们与太阳能聚集器结合到一起时，它们实际上将提供切实可行的太空应用的可能性。”
文章称，另一方面，还存在其他在太空环境中制取资源的方法。此类装置之一是“火星氧气原位资源利用实验”（MOXIE），即某台火星车使用的氧气生成模块。MOXIE可以利用电解装置把火星大气中的二氧化碳直接转化为氧气——尽管其所能产生的氧气量相对较低。
研究人员还在探索从火星和月球土壤中提取氧气的可能方法。但他们也将面临重大难题，例如回避火星和月球土壤中存在的有毒化学物质。
文章称，而生命保障系统并不仅限于制取氧气：在制取用于呼吸的空气和制造燃料之外，火星旅行还将需要一个高效的废水回收系统以及就地取材进行设备维修的办法。（编译/曹卫国）
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