地球的資源和人口容量有限，當(dāng)人類的數(shù)量達(dá)到閾值時(shí)，在外太空進(jìn)行移民是必不可少的階段，考慮到當(dāng)下科技水平有限，而宇宙中恒星與恒星的距離又動(dòng)輒幾光年，目前來看短時(shí)間內(nèi)人類移民的目標(biāo)只能放在太陽系內(nèi)。

放眼整個(gè)太陽系，只有火星符合人類生存的一些基本條件，但令人頭疼的是，人類作為碳基生物，生存的首要條件就是氧氣和水源，成功在富含二氧化碳的火星上持續(xù)制造出氧氣，每次運(yùn)行時(shí)制造氧氣的速度達(dá)到了每小時(shí)6克，這大約是地球上一顆普通樹的產(chǎn)氧水平，相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)布在了《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

火星原位資源利用實(shí)驗(yàn)（MOXIE）是一個(gè)安裝在毅力號(hào)火星探測器上的設(shè)備，它通過從火星上的大氣中提取二氧化碳，然后再轉(zhuǎn)換成氧，這個(gè)過程中不需要任何額外的投入，無論是在極端的溫度下還是在惡劣的沙塵暴后，MOXIE都可以夜以繼日的不停生產(chǎn)高純度的氧氣。

氧氣可以說是人類移民的火星的最大難點(diǎn)之一，MOXIE的成果讓我們看到了希望，改造火星大氣真的可以易如反掌嗎？

2020年7月30日，毅力號(hào)火星車從美國佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地升空，七個(gè)月后降落在火星杰澤羅隕石坑內(nèi)，它此行的任務(wù)是尋找火星上過去存在的生命，并進(jìn)行一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)，為未來移民火星做準(zhǔn)備。

火星原位資源利用實(shí)驗(yàn)就是其中一個(gè)，它是一個(gè)邊長僅有30厘米的小型儀器，也是氧氣制造任務(wù)的執(zhí)行者。

MOXIE的思路是收集并利用火星自身豐富的二氧化碳來制造氧氣，它首先通過泵和壓縮機(jī)從大氣中吸入火星空氣，其中大約95%都是二氧化碳，首先這些空氣會(huì)經(jīng)過一道過濾，去除其中的污染物。

隨后空氣被壓縮，并利用加熱器把空氣溫度提升到800℃，送入固體氧化物電解槽，通過在電化學(xué)電池的兩個(gè)極性相反的電極之間注入電流MOXIE在一個(gè)火星年**啟動(dòng)了七次，火星的大氣比地球更多變，空氣密度在一年的不同時(shí)間最高可以有兩倍的差異，空氣溫度也會(huì)有上下100攝氏度的波動(dòng)。

為了觀察MOXIE在火星大氣不同條件時(shí)的產(chǎn)量變化，它每次都會(huì)被安排在白天或晚上的不同時(shí)間，或者不同的季節(jié)啟動(dòng)，結(jié)果表明，MOXIE可以在火星的不同條件下都順利進(jìn)行氧氣的生產(chǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)正在尋找一種更大的裝置，并且在人類登陸火星任務(wù)之前送上火星，現(xiàn)在的MOXIE每次啟動(dòng)之前都要預(yù)熱幾個(gè)小時(shí)，一氧化碳對(duì)人類是一種有害氣體，它進(jìn)入人體后，會(huì)與血紅蛋白可逆性結(jié)合，引起人體缺氧，并阻礙體內(nèi)二氧化碳排出，最終引起中毒。

未來更多的MOXIE就意味著更多的一氧化碳，人類所需要的氧氣和它排放的一氧化碳成正比，這顯然不是一個(gè)良性循環(huán)。

除此之外，制造出能夠支持人類任務(wù)的氧氣數(shù)量，大約需要一個(gè)MOXIE連續(xù)工作400天，而迄今為止，MOXIE每次運(yùn)行只持續(xù)一個(gè)小時(shí)，并且如果要制造更大版本的MOXIE，還要更好的管理內(nèi)部的溫度，確保設(shè)備可以均勻加熱，這也是一大技術(shù)難題之一。

移民其他星球建立人類第二家園的道路是漫長且艱巨的，未來還會(huì)有更多的困難需要克服，不過這次的MOXIE實(shí)驗(yàn)首次驗(yàn)證了利用另一顆行星的表面資源，借助化學(xué)反應(yīng)，可以把它們轉(zhuǎn)換為人類所需要的物質(zhì)，可以說是一個(gè)歷史性的進(jìn)展。