解答

たぶんこれは
keep O C「OをCの状態しておく」
で、freeは動詞ではなく形容詞として使われてると思います。
(形容詞)free from「~から自由な、免れた」
ということは訳すと、
「宇宙船内の空気を、現代材料によって放出される毒から免れた状態に保っておく方法を研究するために」
みたいな感じでしょうか。
まあ要するに"free from poisons"は「毒の影響を受けない」とか「毒に汚染されない」という状態を意味してるんだと思います。

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あなたが言っているのはfreeの動詞の語法ですが、このfreeはkeepの補語になっている形容詞です。意味については写真を参考にして下さい。この節の中身がが第5文型であることを踏まえて、ぜひもう一度自分で訳してみて下さい。合っているかどうかわからなければ、自分で良ければ添削しますので。

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