نجحت تجربة استخدام الموارد الموضعية للأكسجين في المريخ – والمعروفة باسم MOXIE – في صنع الأكسجين من الغلاف الجوي الغني بثاني أكسيد الكربون في المريخ في سلسلة من الاختبارات ، كجزء من مهمة مركبة المثابرة التابعة لناسا ، التي هبطت على سطح المريخ في فبراير 2021.
في كل شوط ، حققت MOXIE هدفها بإنتاج ستة جرامات من الأكسجين في الساعة ، أي بمعدل شجرة متواضعة على الأرض.
قال نائب المحقق الرئيسي في MOXIE ، جيفري هوفمان ، “هذا هو أول عرض لاستخدام الموارد فعليًا على سطح جسم كوكبي آخر وتحويلها كيميائيًا إلى شيء قد يكون مفيدًا لمهمة بشرية”. رائد فضاء متقاعد وأستاذ في قسم الملاحة الجوية والفضائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في بيان صحفي.
“إنه تاريخي بهذا المعنى.”
جهاز MOXIE صغير الحجم – في حجم محمصة الخبز تقريبًا – للسماح بوضعه على متن مركبة Perseverance الجوالة. وهي مصممة لتعمل لفترات قصيرة ، تبدأ وتتوقف مع كل شوط ، لتتماشى مع جدول استكشاف العربة الجوالة ومسؤوليات المهام الأخرى.
سيشمل جهاز MOXIE واسع النطاق وحدات أكبر يمكن أن تعمل بشكل مستمر ويحتمل أن يتم إرسالها إلى المريخ قبل مهمة بشرية لإنتاج الأكسجين بمعدل عدة مئات من الأشجار. سيسمح هذا بتوليد – وتخزين – ما يكفي من الأكسجين لدعم البشر بمجرد وصولهم وتشغيل صاروخ لعودة رواد الفضاء إلى الأرض.
قال الباحثون إن إنتاج MOXIE المتسق منذ وصوله إلى المريخ هو خطوة أولى واعدة نحو هذا الهدف ، على الرغم من الحاجة إلى ضبط دقيق لضمان قدرته على العمل عند الفجر والغسق – وهي الأوقات التي تتغير فيها درجة حرارة الكوكب بشكل كبير ، كما قال مايكل هيشت ، الباحث الرئيسي في مهمة MOXIE في مرصد Haystack التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
كيف يعمل MOXIE
يتكون الغلاف الجوي الرقيق للمريخ من 96٪ من ثاني أكسيد الكربون ، وهو ما لا يساعد البشر الذين يتنفسون الأكسجين كثيرًا.
كما أنه أكثر تنوعًا من الغلاف الجوي للأرض. قال هوفمان: “يمكن أن تختلف كثافة الهواء بمقدار ضعفين على مدار العام ، ويمكن أن تختلف درجة الحرارة بمقدار 100 درجة”. “الهدف هو إظهار أنه يمكننا الجري (MOXIE) في كل الفصول “.
تعمل MOXIE عن طريق تقسيم جزيئات ثاني أكسيد الكربون ، والتي تتكون من ذرة كربون واحدة وذرتين من الأكسجين – ومن هنا جاءت صيغتها الكيميائية CO2. يفصل جزيئات الأكسجين وينبعث منه أول أكسيد الكربون كمنتج نفايات.
لا يزال المهندسون يختبرون جهاز MOXIE. إنهم يخططون لزيادة قدرتها وزيادة إنتاجها ، مع التركيز على أشهر ربيع المريخ ، عندما قال الباحثون إن كثافة الغلاف الجوي ومستويات ثاني أكسيد الكربون لها أهمية خاصة. عالي.
قال هيشت: “السباق القادم القادم سيكون خلال أعلى كثافة في العام ، ونريد فقط إنتاج أكبر قدر ممكن من الأكسجين”. “سنضع كل شيء عالياً بقدر ما نجرؤ ونتركه يعمل لأطول فترة ممكنة.”
يبدو أن جهاز MOXIE قوي أيضًا. لقد نجح في العمل على الرغم من الاضطرار إلى تشغيل وإيقاف التشغيل بشكل متكرر للاختبار – وهو إجهاد حراري يمكن أن يؤدي إلى تدهور النظام بمرور الوقت. قد يشير هذا إلى أن نظامًا واسع النطاق ، مصممًا للعمل بشكل مستمر ، يمكنه القيام بذلك لآلاف الساعات ، يقول البيان الصحفي لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
وقال هوفمان في البيان: “لدعم مهمة بشرية إلى المريخ ، نحتاج إلى جلب الكثير من الأشياء من الأرض ، مثل أجهزة الكمبيوتر ، وبدلات الفضاء ، والموائل”. “لكن الأكسجين القديم الغبي؟ إذا كنت تستطيع أن تفعل ذلك ، فابحث عنه – فأنت متقدم على اللعبة.”
