تولید اکسیژن از جو مریخ؛ آزمایش موفقی که انجام شد

ناسا از خانه کوچک خود در شکم مریخ‌نورد استقامت، آزمایش «بهره‌برداری منبع درجا»(MOXIE) را مکرراً با شکستن مولکول‌های موجود در هوای مریخ برای تولید در یک منبع کوچک، اما ثابت اکسیژن انجام داده است.
در اکتشافات فضایی، استفاده از منابع درجا (ISRU) روشی است برای جمع‌آوری، پردازش، ذخیره‌سازی و استفاده از موادی که در دیگر اجرام آسمانی،‌ ماه، مریخ، سیارک‌ها و غیره یافت شده یا تولید شده‌اند و جایگزین موادی می‌شوند که باید از زمین آورده شوند.

اکنون، MOXIE پس از انجام یک کار خوب، در حال بازنشستگی است. «پم ملروی» معاون مدیر ناسا در این خصوص می‌گوید: «عملکرد چشمگیر MOXIE نشان می‌دهد که استخراج اکسیژن از جو مریخ امکان‌پذیر است؛ اکسیژنی که می‌تواند به تامین هوای قابل تنفس یا پیشران موشک‌ها برای فضانوردان آینده کمک کند.»
او افزود: «توسعه فناوری‌هایی که به ما امکان استفاده از منابع در ماه و مریخ برای ایجاد حضور طولانی‌مدت در آنها را می‌دهند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. ایجاد اقتصاد قوی در آنها به ما امکان حمایت از یک کمپین اکتشافی اولیه انسانی در مریخ را خواهد داد.»

آزمایش MOXIE که توسط دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) طراحی شده است، از زمان فرود استقامت در مریخ در فوریه ۲۰۲۱ در حال انجام بوده است. اپراتورها روی زمین دستوراتی را به MOXIE ارسال کردند تا ببینند چگونه در طول زمان در شرایط مختلف مریخ اجرا می‌شود.
از آن زمان MOXIE، بیش از ۱۶ بار و در مجموع ۱۲۲ گرم اکسیژن تولید کرده است. ناسا می‌گوید این مقدار برای زنده نگه داشتن یک یک انسان برای ۴ ساعت کافی است.
این ماده با الکترولیز کار می‌کند و از یک جریان برای هدایت تجزیه الکتروشیمیایی دی اکسید کربن به اتم‌های تشکیل‌دهنده آن استفاده می‌کند. MOXIE هوای مریخ را از طریق فیلتری جذب می‌کند. این هوای تصفیه‌شده مریخ سپس فشرده و گرم می‌شود و از طریق الکترولیز اکسید جامد (SOXE) ارسال می‌شود. الکترولیز دی اکسید کربن را به مونوکسید کربن و یون‌های اکسیژن تقسیم می‌کند.

مونوکسید کربن تخلیه می‌شود، اما اتم‌های اکسیژن دوباره به O۲ یا اکسیژن مولکولی ترکیب می‌شوند؛ یعنی نوعی که برای زنده‌ماندن به آن نیاز داریم. سپس این گاز پیش از اینکه دوباره تخلیه شود، برای کمیت و خلوص اندازه‌گیری خواهد شد.
هر سری از این فرایند چند ساعتی طول می‌کشد. پس از چند ساعت گرم کردن، MOXIE در هر آزمایش به مدت یک ساعت اکسیژن را جمع‌آوری می‌کند و پس از آن یک دوره خاموش می‌شود. در این ساعت کار، MOXIE برای تولید حداکثر ۱۰ گرم یعنی حدود ۲۰ دقیقه اکسیژن قابل تنفس برای یک فضانورد طراحی شده است.

حتی در بدترین حالت، دستگاهی مانند MOXIE می‌تواند سایر منابع اکسیژن را تکمیل کند و مقدار محموله مورد نیاز برای حمل از زمین را کاهش دهد.
کاوشگران آینده مریخ به تمام کمکی که می‌توانند برای خودکفایی دریافت کنند، نیاز دارند. بین نیازهای تنفسی تیمی از فضانوردانی که به مدت یک سال در مریخ زندگی می‌کنند و پیشران مایع مورد نیاز برای تامین انرژی یک فضاپیما، حدود ۵۰۰ متریک تن اکسیژن مورد نیاز است.
با این حال باید منتظر ماند. هنوز مشکلات فراوانی در این راه وجود دارد که باید قبل از اینکه انسان برای اقامت طولانی‌مدت در سیاره سرخ تلاش کند، آزمایش و حل شود. اکسیژن تنها یکی از آنهاست.

منبع: آخرین خبر