أظهرت تجربة أجريت على المريخ أنه من الممكن استخلاص الأكسجين القابل للتنفس من الغلاف الجوي الرقيق لهذا الكوكب الأحمر، حيث كانت وكالة “ناسا” قد أعلنت في بيان عن نجاح جهاز صغير حملته مركبة “برسيفيرنس” في استخراج أكسجين يمكن تنفسه من الغلاف الجوي للمريخ.
الجهاز الصغير -الذي يشبه المحمصة ويبلغ حجم حقيبة- قام بتجربة استخدام موارد أكسجين المريخ بالموقع “موكسي” عبر تفكيك الجزيئات في هواء المريخ بشكل متكرر لتوليد إمداد صغير، ولكن ثابت من الأكسجين.
التقاعد بعد النجاح
الآن، تستعد تجربة “موكسي” للتقاعد، بعد أن قامت بعمل جيد، ويقول بام ميلروي نائب مدير ناسا “يظهر أداء موكسي المثير للإعجاب أنه من الممكن استخراج الأكسجين من الغلاف الجوي للمريخ، والذي يمكن أن يساعد في توفير الهواء القابل للتنفس أو وقود الدافع الصاروخي لرواد الفضاء في المستقبل” وفق تقرير نشره موقع “ساينس ألرت”.
وأضاف ميلروي “تطوير التقنيات التي تتيح لنا استخدام الموارد على القمر والمريخ بالغ الأهمية لبناء وجود قمري طويل الأمد، وإنشاء اقتصاد قمري قوي، والسماح لنا بدعم حملة استكشاف بشرية أولية إلى المريخ”.
تجربة “موكسي” كان قد صممها علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وظلت مستمرة منذ هبوط مركبة “برسيفيرنس” على المريخ في فبراير/شباط 2021. وقد أرسل المشغلون هنا على الأرض، وإن بشكل غير مستمر، أوامر إلى “موكسي” لمعرفة كيفية تشغيله بمرور الوقت في ظل ظروف مريخية مختلفة.
ومنذ ذلك الحين، وعلى مدى 16 جولة، أنتج “موكسي” إجمالي 122 غراما من الأكسجين. وتقول ناسا إن هذا يكفي لإبقاء كلب صغير يتنفس لمدة 10 ساعات، أو إنسان لمدة 4 ساعات.
آلية عمل “موكسي”
تعمل “موكسي” عن طريق التحليل الكهربائي، باستخدام تيار لدفع التحلل الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون إلى الذرات المكونة له، حيث تقوم أولا بسحب هواء المريخ من خلال مرشح يتم بتنظيفه، وبعد ذلك ضغط هواء المريخ المنقى وتسخينه وإرساله عبر المحلل الكهربائي للأكسيد الصلب، حيث يقوم بتقسيم ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون وأيونات الأكسجين.
وتتم تهوية أول أكسيد الكربون، ولكن يعاد تجميع ذرات الأكسجين لتكوين الأكسجين الجزيئي، وهو النوع الذي نحتاجه للبقاء على قيد الحياة. ثم قياس هذا الغاز من حيث الكمية والنقاء قبل تنفيسه مرة أخرى.
وتقوم “موكسي” بتجميع الأكسجين ساعة واحدة لكل تجربة تليها فترة من إيقاف التشغيل، وخلالها، تم تصميم موكسي لإنتاج ما يصل إلى 10 غرامات، أي ما يعادل 20 دقيقة تقريبا من الأكسجين القابل للتنفس لرائد فضاء واحد.
وقد تنوع مقدار ما تمكنت المركبة من إنتاجه بالفعل، وفي الجولة رقم 16، في 7 أغسطس/آب الماضي، استخرجت حوالي 9.8 غرامات من الأكسجين القابل للتنفس، وهو ما كان قريبا جدا من الهدف. ورغم أن الغلاف الجوي للمريخ رقيق وهش، فإنه يدل على أنه يمكن أن ينتج إمدادات من الأكسجين.
وحتى في أسوأ الحالات، سيكون جهاز مثل “موكسي” قادرا على تكملة الإمدادات الأخرى من الأكسجين، مما يقلل من كمية البضائع اللازمة لنقلها من الأرض.
تطوير “موكسي”
ولكن مع ما تعلموه من تجربة “موكسي” خلال تلك الفترة، يعتقد الباحثون تحت إشراف مايكل هيشت الفيزيائي والمحقق الرئيسي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أنهم قادرون على تطوير نظام واسع النطاق بما في ذلك نسخة جديدة ومحسنة من جهاز استخلاص الأكسجين، مع وسيلة لتسييل هذا الغاز، وطريقة تخزين السائل.
وسيحتاج مستكشفو المريخ المستقبليون إلى كل المساعدة التي يمكنهم الحصول عليها لتحقيق الاكتفاء الذاتي. وبين متطلبات التنفس لفريق من رواد الفضاء الذين يعيشون على المريخ لمدة عام، والوقود السائل اللازم لتشغيل المركبة الفضائية، ستكون هناك حاجة إلى حوالي 500 طن متري من الأكسجين.
ومع ذلك، سيتعين عليهم الانتظار، حيث إن هناك العديد من المشكلات التي يجب اختبارها وحلها قبل أن يحاول البشر الإقامة فترة طويلة على الكوكب الأحمر، فالأكسجين مجرد مشكلة واحدة من بينها.
ويقول هيشت في بيان صحفي نشره موقع وكالة ناسا في 6 سبتمبر/أيلول الجاري “علينا أن نتخذ قرارات بشأن الأشياء التي يجب التحقق من صحتها على المريخ. أعتقد أن هناك العديد من التقنيات في تلك القائمة، وأنا سعيد للغاية لأن موكسي كانت الأولى”.