The Challenge | Make Sense Out of Mars

Develop a sensor to be used by humans on Mars.

火星大氣『吸』蟀

這個構想,可能運用在不同星球、室內與戶外的空氣感測。透過下面圖片的加熱器,把火星空氣加熱,再給上面影片氣體感測裝置獲得數據後,透過亨利定理、拉午耳定理可以推算因為加熱導致蒸氣壓的變化產生的濃度差異。同樣的氣體感測裝置搭配LINE Bot,可以運用在地球室內外空品查詢

OceanFox

地球大氣被我們人類惡搞到夠慘了,踏上火星是移民到不同星球的第一步,可是人類對於地球所知還是很有限;所以我們要加速取得火星大氣的詳細正確資料。這專案的成果,也可以用在地球與任何星球上、室內外的空氣感測

回歸現實面,火星平均氣壓600Pa與地球平均氣壓1013Pa比較小火星平均氣壓600Pa與地球平均氣壓1013Pa比較小,而且火星氣溫高低差非常大可從27到-143℃,這樣的情況下別消說是一般的氣體感測裝置,連許多現代機械與電子裝置都不確定可以使用在火星上,這導致火星上大氣環境感測上成本和可行性有更多的不確定因素

為此,鑑於2015年我們參與LASS AirBox空氣盒子的經驗,空氣盒子大多針對地球上的PM2.5以及溫溼度幾項感測,而火星上大氣成分與地球差異很大,依據NASA維京太空船的感測資料大概有這些

二氧化碳

95.32%

氮氣

2.7%

氬氣

1.6%

氧氣

0.13%

一氧化碳

0.07%

水氣

0.03%

一氧化氮

0.013%

氖氣

2.5 ppm

氪氣

300 ppb

甲醛

130 ppb

氙氣

80 ppb

臭氧

30 ppb

甲烷

10.5 ppb

如此必須增加感測的項目以外,為了符合火星氣溫很低,我們開發了一個可密封的加熱器,透過把火星氣體加熱後給我們特製的空氣盒子感測,之後再透過亨利定理、拉午耳定理以加熱前後溫差、大氣壓力的比例反過來推算於密封環境下符合給呂薩克定理的各種氣體成分

同時我們這個專案成果也做了一些小延伸應用

1.能用在戶外像是NASA的Low power wearable CO2 detector那樣的公共服務感測

透過無線電裝置收集數據,可以把感測數據傳上公有或私有雲,再加上LINE Bot能查詢感測數據,因此不只可以用在火星,亦可以用在我們日常老幼長期看照以及公民服務的應用,一舉多得


我們在載具上也別出心裁,讓載具像是蟋蟀一樣,能用記憶合金達到跳躍目的,透過視覺定位系統能動態指定感測指定地點


我們的軟體設計、簡報都在網路上可以看到


2018 OceanFox的NASA黑客松成果紀錄


程式碼中

A. MarsHeater就是可密封式加熱器

B. AirMon是顯示器

C. AirClock是感測器中心本體

D. PCmon.py是Python 2.7寫的延伸應用,放在家中收集各裝置傳上雲端的收集資料程式

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