توصل الباحثون إلى طريقة تعتمد على البلازما لإنتاج الأكسجين وفصله داخل بيئة المريخ.
تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين وإنتاج الوقود والأسمدة على الكوكب الأحمر بطريقة تعتمد على البلازما .
ابتكر فريق دولي من الباحثين طريقة تعتمد على البلازما لإنتاج الأكسجين وفصله داخل بيئة المريخ. إنه نهج تكميلي لتجربة استخدام موارد الأكسجين في الموقع ( MOXIE ) التابعة لوكالة ناسا ، وقد توفر معدلات عالية من إنتاج الجزيئات لكل كيلوغرام من الأجهزة المرسلة إلى الفضاء.
يمكن أن يلعب مثل هذا النظام دورًا أساسيًا في تطوير أنظمة دعم الحياة على المريخ. يمكن أن تنتج أيضًا المواد الأولية والمواد الكيميائية الأساسية اللازمة لمعالجة الوقود ومواد البناء والأسمدة.
في مجلة الفيزياء التطبيقية ، من AIP Publishing ، قدم الباحثون طريقة لتسخير ومعالجة الموارد المحلية لتوليد المنتجات على المريخ. نظرًا لأن الغلاف الجوي يتكون أساسًا من ثاني أكسيد الكربون الذي يمكن تقسيمه لإنتاج الأكسجين ، وضغطه مناسب لاشتعال البلازما ، فإن الظروف الطبيعية على الكوكب الأحمر مثالية تقريبًا لاستخدام الموارد في الموقع بواسطة البلازما. ضم الفريق علماء من جامعة لشبونة ، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، وجامعة السوربون ، وجامعة أيندهوفن للتكنولوجيا ، والمعهد الهولندي لأبحاث الطاقة الأساسية.
هناك نوعان من العوائق الكبيرة التي تقف في طريق إنتاج الأكسجين على المريخ.
أولاً ، تحلل جزيئات ثاني أكسيد الكربون لاستخراج الأكسجين. قال المؤلف فاسكو جويرا ، من جامعة لشبونة ، “إنه جزيء يصعب للغاية كسره”. ثانيًا ، فصل الأكسجين الناتج عن خليط الغاز الذي يحتوي أيضًا ، على سبيل المثال ، على ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون. نحن ننظر إلى هاتين الخطوتين بطريقة شاملة لحل كلا التحديين في نفس الوقت. هذا هو المكان الذي يمكن أن تساعد فيه البلازما “.
تحتوي البلازما ، وهي الحالة الطبيعية الرابعة للمادة ، على جسيمات مشحونة مجانًا ، مثل الإلكترونات والأيونات. الإلكترونات خفيفة ويمكن تسريعها بسهولة لتصل إلى طاقات عالية جدًا في المجالات الكهربائية.
قال جويرا: “عندما تصطدم الإلكترونات الشبيهة بالرصاص بجزيء ثاني أكسيد الكربون ، يمكنها تحللها مباشرة أو نقل الطاقة لجعلها تهتز”. يمكن توجيه هذه الطاقة ، إلى حد كبير ، في تحلل ثاني أكسيد الكربون. جنبا إلى جنب مع زملائنا في فرنسا وهولندا ، أثبتنا تجريبيا صحة هذه النظريات. علاوة على ذلك ، فإن الحرارة المتولدة في البلازما مفيدة أيضًا في فصل الأكسجين “.
الأكسجين هو المفتاح لخلق بيئة جيدة التهوية ، كما أنه نقطة البداية لإنتاج الوقود والأسمدة للزراعة المريخية في المستقبل. سيكون الإنتاج المحلي للوقود مطلوبًا للبعثات المستقبلية. جميعها ضرورية للاستيطان البشري في المستقبل على كوكب المريخ.
من خلال فصل جزيئات ثاني أكسيد الكربون لإنتاج الوقود الأخضر وإعادة تدوير المواد الكيميائية ، قد تكون تقنية البلازما مفيدة أيضًا في معالجة تغير المناخ على الأرض.