火星移民生活之必解难题如何在火星上制造氧气？

　　人的生存需要呼吸，离不开氧气。如果我们要在火星和月球上建立基地或移民定居区，就必须要解决长期的供氧问题。事实证明，在这些星球上制造氧气比在地球上要麻烦一些。最近一项在《自然通讯》期刊上发表的文章介绍了这方面的最新研究成果。
　　火星的大气层
　　目前已经比较清楚的是，火星上现有的大气层非常薄，大约只有地球大气层的100分之一；不止是厚度不够，火星的这个薄薄的大气层里面几乎都是二氧化碳。就算是月球，情况比火星甚至更差它几乎没有任何大气层，月球表面的气体主要是来自地壳中的氡和氦的放射性衰变所释放出的气体，主要成分是氦、氖和氢。
　　所以，虽然我们信心满满地说，未来要在月球建立基地，未来要移民火星，但总的来说，这两个星球的环境对人类来说都不是很友好。如果我们的目标是要建设长期生活的移民区，并要在其中长期的生活，我们就必须要解决制造氧气的问题。
　　制造氧气的最直接的想法是用电解水来产生氧气利用能量，我们可以将水分子（H2O）分解成氧（O2）和氢（H）。这样一举两得，氧气可以满足生命的需要，氢气可以用来制造火箭燃料。
　　用电解的方法制造氧气，需要解决原材料的问题，好消息是，目前已经在这两个星球上都发现了水或冰，因此，从原理和材料上说，这种方法是可行的。
　　电解水制氧制氢低重力环境中的困难
　　除了稀薄到不存在的大气层之外，火星的引力约为地球引力的三分之一（3。721ms）（9。807ms），而月球的引力只有地球引力的一半（1。62ms），这两个星球的低重力环境也给我们提出了另一个需要克服的挑战。
　　科学家们假定，在重力较强的环境中电解比在重力较低的环境中电解效果更好。较低的重力会显著影响电解的效果，因为气泡会粘附在电极表面并形成电阻层。飞行试验模拟失重环境
　　为了弄清低重力环境对电解过程的影响，科学家们设计了一个实验。他们制作了一台小型离心机，用来模拟火星和月球上的重力环境。在一架空客A310上进行了一次所谓的零重力飞行飞机沿着抛物线轨道飞行，以消除地球引力的影响。在飞到抛物线的顶端时，发动机关闭，飞机会自由下落几秒钟，在此期间，飞机内部几乎没有重力。
　　零重力飞行
　　测试的重力强度从抛物线飞行时的零重力到离心机中产生的8倍地球重力。同时，出于火灾风险的考虑，在进行抛物线飞行期间禁止产生氢气。因此，为了防止氢气的产生，研究小组在实验中加入了硫酸铜，以中和产生的氢。试验结果
　　研究人员发现，如果使用相同的操作参数，在月球重力下产生的氧气会减少约11。当然，可以使用更多的电来弥补这一损失，据估计，增加约1。1的电可以弥补这一损失。
　　当然，上面提到的这些比值数据仅适用于试验中使用的小测试单元。但是，可以明确的是，在为月球或火星上的栖息地进行制氧所需的电力估算时，必须考虑到低重力环境对制氧效率的降低影响。