التجربة التي هي جزء من وكالة ناسا مهمة روفر للمثابرة التي هبطت على المريخ في فبراير 2021 ، هي المرة الأولى التي يتم فيها تحويل موارد من كوكب آخر إلى شيء مفيد للبعثات البشرية ، كما قال الباحثون. يُنتج الصندوق الصغير ، الذي أنشأه مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، ما يكفي من الأكسجين لمطابقة إنتاج شجرة صغيرة على الأرض ، ويمكنه القيام بذلك ليلًا أو نهارًا لعدة مواسم على المريخ.
قال جيفري هوفمان ، رائد فضاء سابق في وكالة ناسا ونائب الباحث الرئيسي في مهمة MOXIE وأستاذ هندسة الطيران في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “هذا ما كان المستكشفون يفعلونه منذ زمن سحيق”. “تعرف على الموارد المتاحة إلى أين أنت ذاهب واكتشف كيفية استخدامها.”
وكالات الفضاء والعلماء ورجال الأعمال يطالبون البشر باستكشاف المريخ. يُنظر إلى مهمة أرتميس المرتقبة والمضطربة للغاية من ناسا إلى القمر على أنها نقطة انطلاق لاستكشاف المريخ خلال العقد المقبل. تأمل الصين في وضع البشر على هذا الكوكب 2033. ألمح Elon Musk ، أغنى شخص في العالم والرئيس التنفيذي لشركة SpaceX ، إلى أنه سيفعل ذلك 2029.
قال هوفمان إن نقل البشر إلى المريخ يتطلب عدة أشياء معقدة. يجب أن يتحمل رواد الفضاء مستويات عالية من الإشعاع الكوني أثناء الرحلة الطويلة إلى الكوكب. يمكن أن يستغرق السفر من وإلى المريخ أكثر من 8 أشهر ، لذلك يجب أن يكون هناك ما يكفي من الطعام والأدوية للمسافرين عبر الفضاء.
قال هوفمان: ربما يكون أهم شيء هو الإمداد الموثوق به للأكسجين. يحتاجها رواد الفضاء للتنفس في أي موطن مؤقت أقاموه على المريخ ، وكذلك في خزانات الفضاء أثناء استكشافهم للكوكب. كما أنها دافعة مهمة لتشغيل الصاروخ الذي سيحتاجون إليه للعودة من المريخ إلى الأرض.
قال هوفمان إن وكالات الفضاء يمكنها إرسال ما يكفي من الأكسجين إلى المريخ حتى يتنفس رواد الفضاء ويقومون برحلة العودة ، لكن هذا سيكون مكلفًا للغاية ، حيث سيتطلب إطلاق صواريخ متعددة. وقال إن إنتاج الأكسجين على المريخ من ثاني أكسيد الكربون في غلافه الجوي سيكون أرخص. يتكون الغلاف الجوي للمريخ من حوالي 96٪ من ثاني أكسيد الكربون.
لاختبار قدرتها على تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين ، أحضرت ناسا صندوقًا ذهبيًا صغيرًا في مهمة Perseverance Rover العام الماضي. منذ أبريل 2021 ، أجرت MOXIE عدة اختبارات أنتجت فيها الأكسجين في أوقات مختلفة من يوم المريخ وتحت ظروف موسمية مختلفة. خلال كل تجربة ، صنع الصندوق حوالي 6 جرامات من الأكسجين في الساعة ، أي ما يعادل إنتاج شجرة متواضعة على الأرض. (في أحدث اختبار له ، والذي سينشر في مقال مستقبلي ، قال هوفمان إن إنتاج الآلة زاد إلى 10 غرامات في الساعة).
إذا تم إتقان التكنولوجيا ، فسيتعين على العلماء زيادة حجم الماكينة بشكل كبير والتأكد من قدرتها على العمل بشكل مستمر. قال هوفمان إنه للحفاظ على مهمة بشرية إلى المريخ وإعادة الناس ، يجب إنشاء ما لا يقل عن 4.5 إلى 6.5 رطل من الأكسجين في الساعة خلال مهمة متعددة السنوات. قال: “سيتطلب ذلك مضاعفة الأشياء بعدة مئات”.
يمكن للآلة أن تعمل معظم أيام المريخ باستثناء بضع ساعات محددة.
“الشيء الوحيد الذي لم نظهره هو الجري عند الفجر أو الغسق ، عندما ترتفع درجة الحرارة [on Mars] قال مايكل هيشت ، المحقق الرئيسي في مهمة MOXIE في مرصد Haystack التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “يتغير بشكل كبير”. “لدينا الآس في جعبتنا الذي سيسمح لنا بالقيام بذلك ، وبمجرد اختباره في المختبر ، يمكننا الوصول إلى هذا الإنجاز النهائي لإظهار أنه يمكننا حقًا السباق في أي وقت.”
يخطط المهندسون لدفع جهاز MOXIE إلى أقصى حدوده ، وزيادة قدرته على إنتاج الأكسجين وضمان عمله خلال ربيع المريخ ، عندما يكون الغلاف الجوي للكوكب كثيفًا ومستويات ثاني أكسيد الكربون مرتفعة. قال هيشت: “سنضع كل شيء عالياً بقدر ما نجرؤ ونتركه يعمل لأطول فترة ممكنة”.
سيقوم المهندسون بمراقبة الماكينة من حيث التآكل ومعرفة ما إذا كان يمكنها تحمل ضغط كافٍ لاقتراح إمكانية تحويلها إلى نظام واسع النطاق يمكن أن يعمل بشكل مستمر لآلاف الساعات. إذا كان الأمر كذلك ، فقد تكون الآثار كبيرة.
قال هوفمان: “لدعم مهمة بشرية إلى المريخ ، نحتاج إلى جلب الكثير من الأشياء من الأرض”. “لكن الأكسجين القديم الغبي؟ إذا كنت تستطيع أن تفعل ذلك ، فابحث عنه ، فأنت متقدم على اللعبة.
