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惊人！火星上出现了氧气

NASA的毅力号火星车正不断创造历史。继其搭载的机智号直升机升空后，它又开始了另一项创举——将火星大气中的一些二氧化碳转化为氧气。这是人类首次在另一颗行星上制造氧气。

“这是在火星上将二氧化碳转化为氧气的关键第1步，”NASA空间技术任务理事会副局长吉姆·勒特(Jim Reuter)说。

Part 01 了解火星车上的MOXIE ，莫西

需要知道的 5 件事：

MOXIE 在火星上制造氧气二氧化碳占火星大气气体的约 96%。氧气只有 0.13%，而地球大气中的氧气含量为 21%。

MOXIE 是一个测试模型，MOXIE 是一个汽车电池的大小。支持人类火星任务的未来氧气发生器必须大 100 倍左右。

MOXIE 帮助未来的探索者为了从火星发射，人类探索者需要大约 33 到 50 吨（30 到 45 公吨）的燃料，大约相当于航天飞机的重量。

MOXIE 像树一样呼吸 MOXIE 像树一样制造氧气。它吸入二氧化碳并呼出氧气。

火星上自制的火星上自制的液态氧可以提供人类探索这颗红色星球所需的 3/4 以上的推进剂。

这项技术的演示于4月20日进行，人们希望所使用的实验仪器的未来版本能够为人类未来的探索铺平道路。这一技术不仅可以为未来的星际宇航员提供氧气，更重要的事，还可以使从地球飞往其他星球的火箭，不再需要携带大量额外的氧气供返程使用。

进行本次试验的是探测器右前侧的“火星氧原位资源利用实验” 设备(MOXIE ，莫西)，外表看上去就是一个汽车电池大小的金色盒子。它被称为“机械树”，利用电化学来分解二氧化碳分子，产生氧气的同时，也会产生一氧化碳作为副产品。

在第1次试验中，莫西产生了5克氧气，可供宇航员正常活动使用大约10分钟。莫西工程师们将进行更多的测试以提高其产量，按照设计标准，它应该成每小时能产生10克的氧气。

莫西由麻省理工学院设计，用镍合金等耐热材料制成，能够承受运行所需的800摄氏度高温。一台一吨版本的莫西足以制备火箭从火星发射所需的约 25吨氧气。

提起MOXIE,小编必须讲一讲设备里比较重要的部件FDO2 ：FDO2 已随 NASA Rover Perseverance 登陆火星。氧气传感器 FDO2 的质量和坚固性说服 NASA 和 JPL 工程师将其集成到火星车上的科学实验 MOXIE 中。

FDO2 氧传感器是经过工厂校准的、坚固、准确、快速响应、持久且几乎免维护的氧传感器，适用于要求严苛的气体传感应用，例如手套箱、便携式设备、废气、火星探测器等中的氧气监测。尽管外形与传统的电-电流氧传感器（氧燃料电池）相似，但该传感器的工作原理完全不同，即光学原理。光学测量基于 PyroScience 的专有发光传感器染料，该染料对氧分压敏感。该原理非常可靠，对其他气体几乎没有干扰。它不会随着时间的推移而耗尽，不像电-电流氧传感器的保质期和操作寿命非常有限。光学元件和电子元件与被测气体完全密封，传感表面高度疏水，因此水滴不会干扰测量。对于典型的室内环境条件，预计使用寿命为 10 年。

流通池 FDO2-FTC 可轻松集成到各种气流中。USB 接口电缆 FDO2-USB 配有多功能评估软件（更多详细信息在附件下）。

突出特点：

工厂校准

快速响应时间（t63 <2 秒）

低漂移（典型值 < 1% O2/年，21% O2）

长寿命（> 5 年）

简单的 1 点用户校准（例如在空中）

测量范围广（0 -100% O2，根据要求高达 200% O2）

标准外形（M16x1，Ø=28 毫米）

易于使用（分压氧气的数字输出）

集成环境气压传感器可用于计算 %O2

可靠性（例如由 NASA 在 Mars Rover 2020 中测试和集成）

高度疏水的传感表面（水滴不会干扰测量）

完全符合 RoHS（无铅/无铅）

简单的通信接口（UART、命令或广播模式）

低能耗（3.3V，典型值8mA）

整个氧气范围内的线性度和传感器寿命

常见应用：

氧气浓度监测

孵化器

氧气浓缩器

惰性气体处理室（手套箱）

废气测量

惰性气体监测

便携式设备

监测结果成熟和运输

Part 02 光学氧传感器原理与应用领域

光学氧传感器基本上由两个重要部分组成：氧敏感传感器指示器 和读出装置（氧计）。

氧气计由 LED 和光电二极管组成，可激发氧敏感指示器并检测其依赖于氧的发光发射。激发光和发射光通过传感器指示器和氧气计之间的光纤传输。

传感器层的工作原理是基于氧分子与REDFLASH指示剂碰撞引起的REDFLASH指示剂发光的猝灭。该指示器固定在聚合物基质中，可以直接涂覆在光纤传感器的光纤上或非接触式传感器的透明支架上。

氧气计正弦调制在NIR其结果，以相移正弦调制发射红色激发光。传感器发出的光取决于氧气分压，因此可用于氧气测定。

新的 REDFLASH 技术基于独特的氧敏 REDFLASH 指示器，显示出出色的亮度。指示剂可被红光激发（更准确地说：波长为 610-630 nm 的橙红色）并在近红外（NIR，760-790 nm）中显示依赖于氧的发光。REDFLASH 技术以其高精度、高可靠性、低功耗、低交叉敏感性和快速响应时间而令人印象深刻。红光激发显着减少了自发荧光引起的干扰，并减少了生物系统的压力。REDFLASH 指示灯显示出比使用蓝光激发的竞争产品高得多的发光亮度。因此，单次氧气测量的红色闪光持续时间可以从通常的 100 毫秒减少到现在的通常 10 毫秒，显着降低暴露于测量装置的光剂量。此外，由于 REDFLASH 指示器具有出色的发光亮度，现在可以将实际传感器矩阵准备得更薄，从而缩短 PyroScience 氧传感器的响应时间。

Part 03 关于PyroScience

前面提到了PyroScience这家公司的设备，我们就一起来了解下他！PyroScience GmbH 是世界领先的用于工业和科学应用的最先进的光学 pH、氧气和温度传感器技术制造商之一，该技术尤其用于环境、生命科学、生物技术和医疗技术的增长市场. 应用领域从深海研究到太空探索。我们为实验室和水下使用提供即插即用的解决方案。除此之外，PyroScience 提供智能 OEM 解决方案，并以工业客户强大的 OEM 合作伙伴而闻名。所有仪器和传感器头均在内部开发、设计和生产。

产品推介

德国PyroScience是一家基于独特光学检测技术（REDFLASH技术）的高精度光学传感器制造商。该产品系列包括各种基于光纤和智能非接触式传感器头，用于紧凑型PC操作和独立读出设备，用于测量气体，水，水和半固体样品。传感器系统还可用于有机溶剂，微流体和高通量筛选以及各种OEM应用的挑战性测量，例如氧气监测，水下/深海应用等。PyroScience为以下应用提供多参数解决方案：生命科学，实验生物学，水生科学，生物技术，生物加工，微生物学，水和废水处理，水产养殖，海洋研究或环境监测。

PyroScience主要产品：

仪器

光学多分析仪、光纤氧气测量仪、超紧凑型氧气表、温度扩展模块

光学氧传感器

探针、伸缩针型、固定针型、光纤、耐溶剂探头、氧气纳米探针

光学pH传感器

光学T传感器

组合光学传感器

Pt100 T传感器

微型操纵器

主要型号：

FSO2-1、FSO2-2、FSO2-4、OXKIT?FOP、OXR50、OXF1100、OXROB10、OXKIT?CTL、OXFTC、OXSP5、SPFIB、SPADBAS、OXVIAL4、ADVIAL4、FireSting pro、FireStingO2、FireStingGO2、PICO2、TeX4 、FireStingO2-Mini、PICO2-OEM、FireStingO2、FDO2