去年，美國宇航局(NASA)實現了科幻作家幾十年來的夢想：在火星上制造氧氣。NASA“毅力”號探測器上安裝的一個裝置，可將二氧化碳轉化為可供呼吸10分鐘的氧氣。現在，物理學家說，他們已經構想出一種方法，在等離子體反應堆中使用電子束產生更多的氧氣。

麻省理工學院實驗科學家Michael Hecht說，有朝一日，這項技術不僅可以幫助宇航員在這顆紅色星球上呼吸，還可以用于制造燃料和肥料。但是負責火星車上制氧設備的Hecht說，人們利用新方法搭便車到達我們的太陽“鄰居”之前，仍有許多挑戰需要克服。

在2020年降落在杰澤羅隕石坑后，“毅力”號進行了火星氧氣原位資源利用實驗(MOXIE)。該實驗裝置吸入火星空氣，其中95%是二氧化碳。通過在電化學電池的兩個極性相反的電極之間注入電流，MOXIE可以將二氧化碳分解為一氧化碳和氧離子。最終氧離子相互結合產生氧氣。

為了工作，MOXIE需要給火星空氣加壓并加熱，這就需要額外的部件來消耗能量，并導致其體積龐大。

葡萄牙里斯本大學物理學家Vasco Guerra認為，等離子體反應堆可能是更好的方法。一束電子被加速到一個特定的能量水平，可以將二氧化碳分解成它的成分離子，或等離子體，就像MOXIE一樣。

此外，等離子體反應堆非常適合火星大氣層，因為后者厚度是地球大氣層的1/100左右。Guerra說，在稀薄的空氣中制造和加速電子束要容易得多。

在實驗室里，Guerra和同事將與火星壓力和成分相匹配的空氣注入金屬管中。與MOXIE不同，它們不需要壓縮或加熱空氣。然而，通過向反應室發射電子束，他們能將大約30%的空氣轉化為氧氣。研究小組8月16日在《應用物理雜志》報告說，他們估計這個裝置每小時可以產生大約14克氧氣，足夠支撐28分鐘的呼吸。

Hecht指出，Guerra團隊仍然需要解決一些實際問題。他說，要想在火星上工作，等離子體設備需要一個便攜式電源和一個儲存氧氣的地方，所有這些都可能使它看起來不像MOXIE裝置那么笨重。Hecht說，如果航天機構愿意花費數百萬美元研發等離子體反應堆，就像NASA研發MOXIE那樣，這種方法就會成熟。“等離子技術沒有什么問題，只是它沒有MOXIE技術那么成熟。”他說。(李木子)

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