شرح: كيف أنتجت مهمة المثابرة التابعة لناسا الأكسجين على المريخ؟

على كوكب المريخ ، يشكل ثاني أكسيد الكربون حوالي 96٪ من الغاز الموجود في الغلاف الجوي للكوكب. الأكسجين 0.13٪ فقط ، مقارنة بنسبة 21٪ في الغلاف الجوي للأرض. مثل شجرة على الأرض ، يستنشق MOXIE ثاني أكسيد الكربون ويزفر الأكسجين.

هبطت المركبة Perseverance Rover التابعة لناسا بنجاح على سطح المريخ في 18 فبراير من هذا العام. (مصدر الصورة: NASA via AP)

منذ وصولها إلى سطح المريخ في فبراير ، حازت مهمة المثابرة التابعة لوكالة ناسا على الإعجاب لتحقيقها لمآثر لم يكن يعتقد أنها ممكنة إلا في الخيال العلمي ، مثل تحليق طائرة هليكوبتر هناك ، وهو ما فعلته هذا الأسبوع. أضافت المركبة الرائدة على كوكب المريخ الآن ريشة أخرى إلى قبعتها.

أعلنت وكالة الفضاء الأمريكية ، يوم الثلاثاء ، أن جهازًا على متن المركبة الفضائية كان قادرًا على إنتاج الأكسجين من الغلاف الجوي الرقيق للمريخ للمرة الأولى - وهو تطور أثار البهجة بين المجتمع العلمي ، حيث يبشر بالأمل في مهمات مأهولة في المستقبل يمكن الاعتماد على هذه التقنية لرواد الفضاء للتنفس والعودة إلى الأرض.

النشرة الإخبارية| انقر للحصول على أفضل الشرح لهذا اليوم في بريدك الوارد

كيف أنتجت المثابرة الأكسجين على المريخ؟

في أول عملية لها منذ وصولها إلى الكوكب الأحمر ، أنتجت تجربة استخدام موارد الأكسجين في موقع المريخ (MOXIE) 5 جرامات من الأكسجين من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للمريخ ، وهو ما يكفي لرائد فضاء ليتنفس لمدة 10 دقائق.

على كوكب المريخ ، يشكل ثاني أكسيد الكربون حوالي 96٪ من الغاز الموجود في الغلاف الجوي للكوكب. الأكسجين 0.13٪ فقط ، مقارنة بـ 21٪ في الغلاف الجوي للأرض. مثل شجرة على الأرض ، يستنشق MOXIE ثاني أكسيد الكربون ويزفر الأكسجين.

لإنتاج الأكسجين ، تفصل MOXIE ذرات الأكسجين عن جزيئات ثاني أكسيد الكربون. إنه يفعل ذلك باستخدام حرارة عند درجة حرارة حوالي 800 درجة مئوية ، وفي أثناء ذلك ينتج أيضًا أول أكسيد الكربون كمنتج نفايات ، والذي يطلقه في الغلاف الجوي للمريخ.

تم تصميم MOXIE ، باعتباره أحد مظاهر التكنولوجيا ، لتوليد ما يصل إلى 10 جرامات من الأكسجين في الساعة ، ويتم وضعه داخل عربة المثابرة. إنه بحجم بطارية السيارة التي تزن 37.7 رطلاً (17.1 كجم) على الأرض ، ولكن فقط 14.14 رطلاً (6.41 كجم) على سطح المريخ.

من خلال أول تشغيل ناجح لها ، تمكنت MOXIE من إثبات أنها نجت من إطلاقها من الأرض ، وهي رحلة استغرقت سبعة أشهر تقريبًا عبر الفضاء السحيق ، وهبطت على سطح المريخ مع المثابرة. على مدى العامين المقبلين ، من المتوقع أن تستخرج MOXIE الأكسجين تسع مرات أخرى.

MOXIE ليس سوى نموذج اختبار. يجب أن تكون مولدات الأكسجين المستقبلية التي تنحدر من تقنيتها أكبر بحوالي 100 مرة لدعم المهمات البشرية على المريخ.

ولكن ، ما سبب أهمية إنتاج الأكسجين على الكوكب الأحمر؟

كمية كبيرة من الإمداد بالأكسجين على سطح المريخ أمر ضروري للبعثات المأهولة التي تخطط للذهاب إلى هناك - ليس فقط لرواد الفضاء للتنفس ولكن لاستخدام الصواريخ كوقود أثناء العودة إلى الأرض.

وفقًا للبيان الصحفي لوكالة ناسا ، لكي يقلع أربعة رواد فضاء من المريخ ، تتطلب المهمة المستقبلية حوالي 7 أطنان مترية من وقود الصواريخ و 25 طنًا متريًا من الأكسجين - حول وزن مكوك الفضاء بأكمله. في المقابل ، يحتاج رواد الفضاء الذين يعيشون ويعملون على المريخ إلى كمية أقل من الأكسجين للتنفس ، ربما حوالي طن متري واحد.

يعتقد العلماء أنه سيكون تحديًا هائلاً لنقل 25 طنًا متريًا من الأكسجين من الأرض إلى المريخ لرحلة العودة ، وأن عملهم سيصبح أسهل كثيرًا إذا تم إنتاج الأكسجين السائل على الكوكب الأحمر. وهنا يأتي دور MOXIE.

عندما نرسل البشر إلى المريخ ، فإننا نريدهم أن يعودوا بأمان ، وللقيام بذلك يحتاجون إلى صاروخ لينطلقوا من الكوكب. وقود الأكسجين السائل هو شيء يمكننا صنعه هناك وليس علينا إحضاره معنا. قال مايكل هيشت ، الباحث الرئيسي في MOXIE ، إن إحدى الأفكار تتمثل في إحضار خزان أكسجين فارغ وتعبئته على سطح المريخ.

تأمل ناسا في بناء سليل تكنولوجي أكبر لجهاز MOXIE التجريبي يمكنه القيام بهذه المهمة. وتقول الوكالة إن محول أكسجين يزن طنًا واحدًا من هذا النوع سيكون اقتصاديًا وعمليًا بدرجة أكبر لنقله إلى المريخ ، بدلاً من 25 طنًا متريًا من الأكسجين.

وصف جيم رويتر ، المدير المساعد لمديرية مهام تكنولوجيا الفضاء (STMD) التابعة لوكالة ناسا ، إنجاز MOXIE بأنه خطوة أولى حاسمة في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين على سطح المريخ.

لدى MOXIE المزيد من العمل الذي يتعين القيام به ، لكن النتائج من عرض هذه التكنولوجيا مليئة بالوعود بينما نتحرك نحو هدفنا المتمثل في رؤية البشر في يوم من الأيام على المريخ. الأكسجين ليس فقط الأشياء التي نتنفسها. يعتمد الوقود الصاروخي على الأكسجين ، وسيعتمد المستكشفون في المستقبل على إنتاج دافع على المريخ للقيام برحلة العودة إلى الوطن.

شارك الموضوع مع أصدقائك: