تولید اکسیژن و هیدروژن در مریخ و افق های روشن

اخیرا در اخبار نجومی شاهد آوردن سنگ هایی توسط ماموریت هایابوسای ۲ سازمان فضایی ژاپن (JAXA) از سیارک ریوگو و ماموریت چانگ ای ۵ سازمان فضایی چین از ماه بودیم. همچنین در دهه های قبل در برنامه فضایی لونا از اتحاد جماهیر شوروی و برنامه اپولو ایالات متحده امریکا سنگ هایی از سطح ماه به زمین اورده شد.

البته در این میان فقط امریکا موفق شده فضانوردانی به ماه بفرستد وبقیه کشور ها به وسیله کاوشگر های رباتیک موفق به انجام این کار شده اند. اما تا کنون نتوانسته ایم سنگ هایی از سیارات دیگر منظومه شمسی به زمین بیاوریم. سیارات نزدیک زمین یعنی مریخ و زهره کاندید اصلی چنین پروژه ای هستند اما میان این دو مریخ گزینه بهتری هست زیرا شرایط جوی بهتری نسبت به سیاره زهره دارد و همچنین از جاذبه کمتری نسبت به زهره برخوردار است. همچنین کار را برای بازگشت محموله به زمین و همچنین ارسال و بازگشت فضانوردان به زمین اسان تر می کند. برای رفت و برگشت این ماموریت به سوخت زیادی نیاز داریم که اکنون فضا پیماهای ساخته شده فقط توانایی رساندن کاوشگر را به مریخ داشته اند و سوختشان برای مرحله بازگشت به زمین کافی نیست.

اگر بتوانیم سوخت کاوشگر را در مریخ تامین کنیم می توانیم محموله های ارسالی را توسط ایستگاه فضایی در مریخ به سوی زمین پرتاب کنیم. اخیرمهندسان دانشکده مهندسی مک کلوی در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس سیستمی را توسعه داده اند  که میتواند سوخت فضاپیماها و کاوشگرها را در کنار اکسیژن فضانوردان مستقر در مریخ را تامین کند.

این سیستم از الکتریسیته برای تبدیل آب شور به اکسیژن و هیدروژن استفاده می‌کند و مشخص شده است که می‌تواند در جو مریخ در دمای منفی ۳۳ درجه فارنهایت نیز کار کند. وهمچنین میتواند ۲۵ برابر بیشتر از فناوری ناسا موسوم به “MOXIE” که ماه ژوئیه سال ۲۰۲۰ همراه کاوشگراستقامت به مریخ فرستاده شد و هدف آن تولید مقدار کمی اکسیژن در مریخ است، اکسیژن تولید می‌کند.

همچنین اگر اکسیژن و هیدروژن بتواند مستقیماً از آب شور خارج شود، روند الکترولیز آب نمک بسیار پیچیده تر و ارزانتر  خواهد بود. جالب است بدانید که فناوری MOXIE از کربن دی اکسید جو مریخ اکسیژن تولید می کند.

ویجی رامانی مدیر تیم تحقیقاتی این پروژه گفت:

“الکترولیزر آب نمک  درمریخ مأموریت ها را به مریخ و فراتر از آن راتغییر می دهد.”

وی افزود:

” این فناوری به همان اندازه که در مریخ مفید است، در کره زمین نیز مفید است چرا که می‌تواند اقیانوس‌ها را به عنوان یک منبع اکسیژن و سوخت مناسب تبدیل کند.” و”الکترولیزر نمک جدید ما شامل آند پیروکلر سرب روتنات است که توسط تیم ما در رابطه با پلاتین روی کاتد کربن ساخته شده است.” “این اجزای با دقت طراحی شده همراه با استفاده بهینه از اصول مهندسی الکتروشیمیایی  این عملکرد بالا را داشته است.”

پرلای گاین، همکار تحقیقات در گروه رامانی و همچنین اولین نویسنده مشترک در این مطالعه است گفت:

“با به نمایش درآوردن این الکترولیزرها در شرایط مریخی، ما قصد داریم آنها را در شرایط بسیار ملایم تری نیز در زمین مستقر کنیم تا از خوراک آب شور و شور برای تولید هیدروژن و اکسیژن، به عنوان مثال از طریق الکترولیز آب دریا استفاده کنیم.”

چنین کاربردهایی می توانند در حوزه دفاعی مفید باشند، به عنوان مثال اکسیژن مورد نیاز را در زیردریایی ها تولید می کنند. همچنین در محیط های ناشناخته و در اعماق دریا، می تواند اکسیژن فراهم کند.

باید منتظر استفاده های این تکنولوژی درتحقیقات و ماموریت های اینده در زمین و کرات دیگر باشیم. نظر شما درباره این فناوری چیست؟