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[우주, 플라즈마 반응기 산소 생성] 국제 연구팀이 플라즈마 반응기 내부에서 이산화탄소 분자를 폭발시켜 화성에서 산소를 생산하는 새로운 방법을 시연했다. 플라스마 원자로는 화성에서 우주비행사가 숨쉬는 데 도움을 준다. 새로운 시스템은 화성 대기에서 산소, 질소 및 기타 중요한 공급을 생성할 수 있다.

https://www.freethink.com/space/produce-oxygen-on-mars

JM Kim | 기사입력 2022/08/30 [00:00]

[우주, 플라즈마 반응기 산소 생성] 국제 연구팀이 플라즈마 반응기 내부에서 이산화탄소 분자를 폭발시켜 화성에서 산소를 생산하는 새로운 방법을 시연했다. 플라스마 원자로는 화성에서 우주비행사가 숨쉬는 데 도움을 준다. 새로운 시스템은 화성 대기에서 산소, 질소 및 기타 중요한 공급을 생성할 수 있다.

https://www.freethink.com/space/produce-oxygen-on-mars

JM Kim | 입력 : 2022/08/30 [00:00]

도전 과제: 미래의 화성 우주 비행사는 임무 기간을 지속하기 위해 충분한 음식, , 통기성 공기가 필요하지만 지구에서 화성으로 필요한 모든 자원을 운송하는 데 드는 비용은 천문학적이다(말장난 의도).

 

대신, 우리는 화성에서 가능한 한 많은 자원을 확보해야 한다. 그리고 편리하게도 화성에는 대기에 많은 산소가 있다. 불편하게도 이산화탄소(CO2)의 형태로 존재하기 때문에 화합물을 분해하고 산소를 추출해야 한다.

 

NASA는 전기를 사용하여 CO2를 산소와 일산화탄소로 분해하는 Perseverance 로버에 탑재된 도금된 기구인 MOXIE("화성 산소 현장 자원 활용 실험")로 화성에서 산소를 생산할 수 있다는 것을 이미 입증했다.

 

작동하려면 MOXIE와 같은 기계가 화성의 공기를 가압하고 가열해야 한다. 이는 크기를 늘리고 더 큰 장비는 더 높은 발사 비용과 다른 화물을 위한 더 적은 공간을 의미한다.

 

플라즈마 전력: 분자를 분할하는 방법은 여러 가지가 있으며 새로운 플라즈마 기반 시스템은 더 좋고 더 컴팩트한 생명 유지 시스템의 개발로 이어질 수 있다.

 

플라즈마 반응기는 전기장을 사용하여 가스의 분자를 여기시켜 전자가 원자에서 분리되도록 한다. 그들의 연구를 위해 연구원들은 시뮬레이션된 화성 공기로 채워진 원자로에서 전자의 가속된 빔이 어떻게 CO2 분자를 분할하는 데 사용될 수 있는지 보여주었다.

 

“총알 모양의 전자가 이산화탄소 분자와 충돌하면 직접 분해하거나 에너지를 전달하여 진동시킬 수 있다.”라고 리스본 대학의 Vasco Guerra가 말했다. "이 에너지는 상당 부분 이산화탄소 분해에 사용될 수 있다."

 

장점: 플라즈마 반응기는 내부 공기의 약 30%를 산소로 전환할 수 있었고 MOXIE와 달리 작동하기 위해 온도나 압력을 조정할 필요도 없었다. 부피가 덜할 수 있다.

 

Guerra Gizmodo "화성의 자연 조건은 플라즈마에 의한 [현장 자원 활용]에 거의 이상적이다."라고 말했다. "특히 대기 조성, 주변 압력 및 온도는 모두 플라즈마 공정에 유리하다."

 

플라즈마 기반 시스템은 화성 대기에서 다른 요소를 추출하도록 조정될 수 있으며예를 들어 우주 비행사에게 비료용 질소 공급원을 제공할 수 있다.

 

"이 다재다능한 시스템은 언젠가 화성의 생명 유지 시스템뿐만 아니라 연료, 건축 자재 및 비료 처리를 위한 원료 및 기본 화학 물질의 개발에 중요한 역할을 할 수 있다."라고 Guerra는 말했다.

 

미래 전망: 연구원들은 화성에서 1시간 동안 작동하는 13파운드 플라즈마 원자로가 우주 비행사 한 명이 28분 동안 호흡할 수 있는 충분한 산소를 생성할 수 있다고 추정한다. 비교를 위해 37파운드 MOXIE는 시간당 20분 분량의 산소를 생산하도록 설계되었다.

 

그러나 팀은 플라즈마 원자로가 시뮬레이션된 화성 공기에서 산소를 분리할 수 있다는 것을 증명했을 뿐이다. 테스트를 위해 실제로 화성으로 보낼 수 있는 완전한 기능의 기기는 개발하지 않았다.

 

그 완제품에는 전원과 산소 저장 장치가 필요하며, 이 연구에 참여하지 않은 MOXIE의 수석 연구원인 Michael Hecht Science Magazine에 이렇게 말했다.

 

그러나 그는 플라즈마 기반 시스템이 화성에서 산소를 생산할 수 없는 이유를 찾지 못했고 특히 잠재적인 다용도성에 흥미를 느꼈다.

 

Hecht Science "[MOXIE보다] 훨씬 덜 성숙하다는 점 외에는 플라즈마 기술에 문제가 없다."라고 말했다.

 
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