الغربيون يطورون منظومة تستخرج الأوكسجين من جزيئات ثاني أكسيد الكربون
طوّر علماء الفيزياء الأوروبيون والأمريكيون منظومة بلازما تسمح باستخراج الأكسجين من جزيئات ثاني أكسيد الكربون الموجودة في الغلاف الجوي للمريخ.
أعلن ذلك الثلاثاء 16 أغسطس المكتب الصحفي لمعهد الفيزياء الأمريكي.
وقال الأستاذ المساعد بجامعة لشبونة البرتغالية، فاسكو جويرا:" لقد افترضنا أن اصطدام الإلكترونات عالية الطاقة بجزيئات ثاني أكسيد الكربون سيؤدي إلى تحلل هذه المادة أو إطلاق الحرارة. ويمكن أيضا استخدام هذه الطاقة لتقسيم ثاني أكسيد الكربون. واستطعنا بالتعاون مع زملائنا من فرنسا وهولندا، تأكيد هذه الفرضيات تجريبيا".
وبدأ العلماء في الأعوام الستة الماضية بالتفكير في كيفية بدء البشرية بعملية استيطان المريخ والكواكب الأخرى التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن، وذلك بعد مبادرات طرحها الملياردير الأمريكي، إيلون ماسك.
يقترح الباحثون الآن حل مشكلتين: وهما تعلم كيفية إنتاج الطاقة من ناحية، وكيفية الحصول على الأكسجين والماء والغذاء، باستخدام الموارد المحلية من ناحية أخرى.
وقال فاسكو جويرا:" إن إنتاج الأكسجين سيكون أحد أصعب المهام التي تتطلب طاقة مكثّفة والتي سيواجهها المستعمرون الأوائل على المريخ. ومن أجل حل هذه المشكلة، يعمل العلماء على تطوير أجهزة تساعد في استخراج الأكسجين من جو وتربة المريخ. وتم تركيب إحدى هذه المنظومات، وهي MOXIE، على متن مسبار Perseverance الأمريكي المريخي حيث تم اختبارها بنجاح في أبريل عام 2021.
ويمتص ثاني أكسيد الكربون، ويسخّنه حتى 800 درجة مئوية ويمرّره عبر مادة خزفية خاصة تحلل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين وأول أكسيد الكربون. طور علماء الفيزياء الأوروبيون وزملاؤهم الأمريكيون نهجًا بديلاً يتفوق بشكل ملحوظ على نظام MOXIE من حيث الاكتناز وكفاءة إنتاج الأكسجين.
تعتمد الأجهزة التي طوّرها العلماء على مبدأ يفيد بأن جزيئات ثاني أكسيد الكربون تصبح أقل استقرارا إذا تم وضعها داخل بلازما متخلخلة، حيث تتمتع الإلكترونات بداخلها بطاقة أعلى بكثير من الأيونات والجزيئات المحايدة. ومن الناحية النظرية، يسمح ذلك بتقسيم ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون والأكسجين مع شرط أن تتصادم جزيئات ثاني أكسيد الكربون بشكل متكرر مع حزم الإلكترونات ذات خصائص محددة.
وبناء على هذه الفكرة، أجرى، فاسكو جويرا، وزملاؤه سلسلة من التجارب درسوا خلالها تفاعلات الأكسجين وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون داخل بلازما غير متجانسة. وساعدت هذه التجارب العلماء على اختيار معايير التشغيل هذه، حيث لا يتحد الأكسجين تقريبا مع أول أكسيد الكربون ولا يشكل جزيئات ثاني أكسيد كربون جديدة.
ويقول الباحثون، إن إنتاج الأكسجين باستخدام البلازما لا يتطلب تسخين هواء المريخ إلى درجات حرارة تتجاوز 30-40 درجة مئوية ، وكذلك الضغط العالي. ولخّص علماء الفيزياء أن ذلك سيقلل في المستقبل من تكلفة الطاقة والموارد لإنتاج الأكسجين على المريخ.
المصدر: تاس
