在距离地球近 1 亿英里的火星红色尘土飞扬的表面上，一个午餐盒大小的仪器正在证明，它可以完成一棵小树的工作使命。
发表在《科学进展》杂志上的一项研究中，研究人员报告说，MOXIE 能够在包括白天和夜晚在内的各种大气条件下，以及通过不同的火星季节。在每次运行中，仪器都达到了每小时产生 6 克氧气的目标，大约相当于地球上一棵普通树木的速度。
研究人员设想，一个放大版的 MOXIE 可以在人类任务之前被送到火星，以数百棵树的速度持续产生氧气。在这种能力下，该系统应该产生足够的氧气来维持人类到达后的生活，并为火箭提供燃料以供宇航员返回地球。
MOXIE 在火星上的氧气生产也代表了“就地资源利用”的第一次示范，即收获和使用地球材料（在这种情况下是火星上的二氧化碳）来制造资源（例如氧气），否则必须从地球运来。
这是第一次实际使用另一个行星体表面的资源，并将它们化学转化为对人类任务有用的东西。从这个意义上说，它具有历史意义。
当前版本的 MOXIE 在设计上很小，以适应 Perseverance 漫游车，并且是为短时间运行而设计的，每次运行时都会启动和关闭，具体取决于漫游车的探索计划和任务职责。相比之下，一个全面的氧气工厂将包括更大的装置，理想情况下可以连续运行。
它首先通过一个过滤器将火星空气吸入，清除其中的污染物。然后空气被加压，并通过由 OxEon Energy 开发和制造的仪器，固体氧化物电解器 (SOXE)，将富含二氧化碳的空气电化学分解成氧离子和一氧化碳。
然后氧离子被分离并重新组合形成可呼吸的分子氧或 O 2，然后 MOXIE 测量其数量和纯度，然后将其与一氧化碳和其他大气气体无害地释放回空气中。
自 2021 年 2 月火星车着陆以来，MOXIE 工程师在整个火星年中已启动该仪器七次，每次都需要几个小时来预热，然后再花一个小时来制造氧气，然后再断电。每次运行都安排在白天或晚上的不同时间，以及不同的季节，以了解 MOXIE 是否能够适应地球大气条件的变化。
火星的大气层比地球的变化多得多，一年中空气的密度可以变化两倍，温度可以变化 100 度。一个目标是展示我们可以在所有季节运行。
到目前为止，MOXIE 已经证明它几乎可以在火星一天和一年的任何时间制造氧气。
随着 MOXIE 继续在火星上大量生产氧气，工程师们计划提高其产能，并增加其产量，特别是在火星春天，当时大气密度和二氧化碳含量很高。
他们还将监控系统是否有磨损迹象。由于 MOXIE 只是毅力号火星车上的几个实验之一，它不能像一个完整的系统那样连续运行。相反，仪器必须在每次运行时启动和关闭，这种热应力会随着时间的推移降低系统性能。
如果 MOXIE 在反复打开和关闭的情况下仍能成功运行，这表明设计为连续运行的完整系统可以持续运行数千小时。
为了支持人类火星任务，必须从地球带来很多东西，比如电脑、太空服和栖息地。
这项研究部分得到了美国宇航局的支持。
