مریخ‌نورد پشتکار از جو مریخ اکسیژن تولید کرد

در حالی که بالگرد مریخ‌پیمای نبوغ چالش‌های پرواز در جو رقیق مریخ را پشت سر می‌گذارد، مریخ‌نورد پشتکار هم علاوه بر تصویربرداری از آن، آزمایش‌های علمی خود از جمله تولید اکسیژن از جو مریخ را پی می‌گیرد.

مریخ‌نورد پشتکار (Perseverance Rover) روز سه‌شنبه طی نخستین آزمایش ابزار علمی «ماکسی» (MOXIE)، مقداری از کربن دی‌اکسید موجود در جو مریخ را به اکسیژن تبدیل کرد. نام ماکسی سرواژه‌ی عبارت آزمایش اکسیژن درجا از منابع مریخ است.

پس از گرم شدن این ابزار علمی برای حدود ۲ ساعت، ماکسی حدود ۵٫۴ گرم اکسیژن تولید کرد. مقداری که برای زنده ماندن یک فضانورد تا حدود ۱۰ دقیقه کافی است.

این ابزار تقریبا به اندازه‌ی یک آون توستر است و همانند بالگرد نبوغ، برای نمایش فناوری در مریخ‌نورد پشتکار تعبیه شده است. بنابراین دانشمندان با کمک آن شناخت بیشتری از شیوه‌ی کار و محدودیت‌ها خواهند داشت. اگر این آزمایش در ادامه هم موفقیت‌آمیز باشد، می‌توان به کاوش‌های انسانی آینده در مریخ کمک کند.

جوی نامناسب برای تنفس

جو رقیق مریخ ۹۶ درصد کربن دی‌اکسید دارد و برای تنفس انسان مناسب نیست. بنابراین اگر چیزی بتواند این کربن دی‌اکسید را به اکسیژن تبدیل کند، می‌تواند از جنبه‌های بسیاری سودمند باشد. نسخه‌های بزرگتر و پیشرفته‌تر ماکسی در آینده می‌توانند اکسیژن لازم برای سوخت موشک‌ها را استخراج و ذخیره کند و همچنین هوای لازم برای سیستم‌های پشتیبانی از حیات را تأمین کند.

محیط مریخ از نگاه مریخ‌نورد کنجکاوری
Credit: NASA/JPL

این ابزار با تقسیم مولکول‌های کربن دی‌اکسید (CO2) که شامل یک اتم کربن (C) و دو اتم اکسیژن (O2) است، کار می‌کند. مولکول‌های اکسیژن را جدا و ذخیره‌سازی کرده و کربن مونو اکسید (CO) را به‌عنوان پسماند منتشر می‌سازد.

برای انجام این واکنش ماکسی از مواد مقاوم در برابر حرارت، مانند روکش طلا و آئروژل، بهره می‌برد. زیرا فرآیند تبدیل کربن دی‌اکسید به اکسیژن به دمای ۸۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد نیاز دارد. این مواد باعث می‌شوند که از تابش گرما و آسیب رساندن به بخش‌های گوناگون مریخ‌نورد پشتکار جلوگیری شود.

تولید پیشران برای موشک

«جیم رویتر» (Jim Reuter) از مدیران اداره‌ی مأموریت‌های فناوری فضایی ناسا گفت: «این نخستین گام حیاتی در تبدیل کربن دی‌اکسید به اکسیژن در مریخ است. در ادامه ماکسی بیشتر کار می‌کند و نتایج خاصل از این نمایش فناوری به ما اطمینان می‌دهد تا روزی حضور انسان‌ها را در مریخ داشته باشیم. اکسیژن فقط برای تنفس استفاده نمی‌شود بلکه پیشرانه‌ی موشک هم به آن وابسته است و کاوشگران برای تولید پیشران در مریخ و بازگشت به خانه به آن نیاز خواهند داشت.»

سلفی مریخ‌نورد پشتکار به همراه بالگرد مریخ‌پیمای نبوغ
Credit: NASA/JPL-Caltech

برای پرتاب چهار فضانورد از سطح مریخ حدود ۶۸۰۰ کیلوگرم سوخت موشک و ۲۴ هزار و ۹۵۰ کیلوگرم اکسیژن لازم است. اما برای زندگی در سطح مریخ، کاوشگران بسیار کمتر از این میزان مصرف خواهند کرد.

«مایکل هکت» (Michael Hecht) پژوهشگر اصلی ماکسی در «رصدخانه‌ی هیستک» (Haystack Observatory) مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست (MIT) گفت: «فضانوردانی که یک سال در سطح مریخ سپری می‌کنند ممکن است یک تن اکسیژن مصرف کنند.» انتقال این میزان اکسیژن از زمین به مریخ دشوار و هزینه‌بردار است و نیازمند اختصاص فضای کمتر به دیگر تجهیزات ضروری در سفرهای فضایی خواهد بود.

ادامه‌ی مأموریت

یک مبدل اکسیژن با وزن حدود ۱ تن که نسل آینده و قدرتمندتری از ماکسی خواهد بود، می‌تواند اکسیژن لازم را در بلندمدت تولید کند. برای آزمایش‌های آینده به احتمال زیاد ماکسی تا ۱۰ گرم اکسیژن در ساعت از جو مریخ تولید خواهد کرد. این ابزار علمی طی دو سال آینده حدود ۹ آزمایش دیگر انجام می‌دهد و تیم تحقیقاتی از داده‌های این آزمایش‌ها برای طراحی نسل‌های بعدی ماکسی بهره می‌برند.

دانشمندان ناسا مشغول کار بر روی ماکسی
Credit: NASA/JPL-Caltech

در گام نخست تیم مأموریت شیوه‌ی عملکرد ابزار را ارزیابی می‌کنند. در گام دوم ماکسی را تحت شرایط گوناگون مانند زمان‌های گوناگون از روز یا فصل‌های مختلف آزمایش می‌کنند. در گام سوم و آخر حالت‌های کاری یا چالش‌های تازه‌ای، مانند مقایسه‌ی فعالیت در سه دمای متفاوت یا بیش از آن، برای ماکسی درنظر گرفته می‌شود.

فناوری ماکسی می‌تواند به فضانوردان آینده کمک کند تا در سطح سیاره زندگی و از منابع اطراف خود استفاده کنند. «ترودی کورتس» (Trudy Kortes) مدیر نمایش فناوری اداره‌ی مأموریت‌های فناوری فضایی ناسا خاطرنشان کرد: «ماکسی فقط اولین ابزار برای تولید اکسیژن از منابع یک دنیای دیگر نیست.»

او افزود: «این ابزار علمی سنگ‌پوشه‌ی (گردوغبار ریز) مریخ را می‌گیرد و با پردازش آن را به سازه‌های بزرگ تبدیل می‌کند یا از آن کربن دی‌اکسید می‌گیرد تا به اکسیژن تبدیل کند. این فرآیند باعث می‌شود تا بتوانیم این مواد فراوان در مریخ را به مواد قابل استفاده مانند پیشران، هوای قابل تنفس یا با ترکیب با هیدروژن به آب تبدیل کنیم.»

نتایج مثبت این آزمایش‌ها مأموریت‌های مریخ مانند پروژه‌ی مریخ ایلان ماسک را یک قدم به فرود انسان در سیاره‌ی سرخ نزدیک می‌کند.

عکس کاور: ابزار ماکسی برای نمایش فناوری تولید اکسیژن از جو رقیق مریخ بر روی مریخ‌نورد پشتکار نصب شده است.

Credit: NASA/JPL-Caltech

منبع: CNN