روش ناسا برای استخراج اکسیژن از خاک فرازمینی آزمایشی کلیدی را با موفقیت پشت سر گذاشت

ایران - خبرگزاری اخباری

روش ناسا برای استخراج اکسیژن از خاک فرازمینی آزمایشی کلیدی را با موفقیت پشت سر گذاشت

در گامی مهم به سوی امکان‌پذیری حضور طولانی‌مدت انسان فراتر از زمین، یک روش پیشگامانه برای استخراج اکسیژن از خاک‌های فرازمینی با موفقیت یک آزمایش یکپارچه حیاتی را به اتمام رساند. آزمایش کاهش کربوترمال (CaRD) ناسا، که سنگ بنای ابتکارات استفاده از منابع در محل (ISRU) است، اخیراً توانایی نمونه اولیه یکپارچه خود را برای تولید مونوکسید کربن از رگولیت شبیه‌سازی شده ماه با استفاده از انرژی خورشیدی متمرکز به نمایش گذاشت. این دستاورد نقطه عطفی در توسعه زیستگاه‌های خودکفا در ماه و در نهایت در مریخ است و چالش اساسی تأمین هوای قابل تنفس را دور از خطوط تدارکاتی زمین حل می‌کند.

اگر انسان‌ها قرار است روزی در فضا زندگی و کار کنند، بسیار حیاتی است که بتوانیم نیازهای اساسی خود را دور از خانه برآورده کنیم. این شامل غذا و آب می‌شود، اما حیاتی‌ترین عنصر، تأمین مداوم هوای تمیز برای تنفس است. این امر به ویژه برای ماموریت‌های طولانی‌مدت به ماه، مریخ و سایر مقاصد فضای عمیق اهمیت دارد. برای هر فضانورد یا ساکنی که اینقدر از زمین دور است، فرصت‌های ماموریت‌های تدارکاتی بسیار کم است. به همین منظور، ناسا و سایر آژانس‌های فضایی به دنبال "استفاده از منابع در محل" (ISRU) به عنوان راه حل هستند.

به بیان ساده، این روش از منابع محلی برای اطمینان از دسترسی خدمه به هوا، آب، غذا، مصالح ساختمانی و سایر ضروریات استفاده می‌کند. برای رفع نیاز به هوای تمیز و قابل تنفس، ناسا در حال انجام آزمایشی به نام "نمایش کاهش کربوترمال" (CaRD) است که از انرژی خورشیدی متمرکز برای استخراج اکسیژن از رگولیت ماه استفاده می‌کند. تیم CaRD اخیراً یک آزمایش مهم را با نمونه اولیه یکپارچه خود به پایان رساند که این فناوری را یک گام به فعال کردن ماموریت‌های طولانی‌مدت در ماه نزدیک‌تر می‌کند.

همانطور که تیم در پیشنهاد پروژه خود توضیح داده است، رگولیت ماه تقریباً 45 درصد اکسیژن جرمی دارد که بیشتر آن در کانی‌های سیلیکاتی محبوس شده است. این اکسیژن هر بار که ماه از دم مغناطیسی زمین عبور می‌کند، رسوب می‌کند؛ ناحیه‌ای که یون‌های اکسیژن را از جو فوقانی زمین جذب می‌کند. کاهش کربوترمال به طور گسترده‌ای در فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود، معمولاً برای حذف اکسیژن از کانی‌ها با حرارت دادن آنها تا دماهای بالا (با استفاده از کک، زغال سنگ یا زغال چوب) برای تولید فلزات خالص. به طور کلی، مونوکسید کربن (CO) را به عنوان محصول جانبی تولید می‌کند.

آزمایش CaRD از همین فناوری برای استخراج اکسیژن از رگولیت استفاده می‌کند، اما صرفاً به نور خورشید متمرکز برای تکمیل فرآیند متکی است. نمونه اولیه آنها شامل یک راکتور تولید اکسیژن کربوترمال توسعه یافته توسط Sierra Space، یک متمرکز کننده خورشیدی طراحی شده توسط مرکز تحقیقات گلن ناسا، آینه‌های دقیق تولید شده توسط Composite Mirror Applications، و سیستم‌های اویونیک، نرم‌افزار و تحلیل گاز از مرکز فضایی کندی ناسا است. مرکز فضایی جانسون ناسا مدیریت پروژه، مهندسی سیستم‌ها، آزمایش و توسعه سخت‌افزارهای کلیدی و سیستم‌های پشتیبانی زمینی را بر عهده دارد.

در طول این آزمایش یکپارچه، تیم متمرکز کننده خورشیدی، آینه‌ها و نرم‌افزار کنترل را ترکیب کرده و آنها را بر روی شبیه‌ساز رگولیت ماه آزمایش کردند. نتایج آنها تولید CO را از طریق یک واکنش شیمیایی خورشیدی تأیید کرد. هنگامی که با فناوری پایین‌دستی که مونوکسید کربن را به اکسیژن تبدیل می‌کند، ترکیب شود، آزمایش CaRD می‌تواند تأمین مداوم گاز اکسیژن را برای فضانوردان و خدمه‌ای که در ماه کار و زندگی می‌کنند، فراهم کند. این فناوری می‌تواند به بخشی جدایی‌ناپذیر از برنامه آرتمیس ناسا و برنامه‌های بلندمدت آن برای ساخت یک پایگاه قمری تبدیل شود.

این فرآیند همچنین می‌تواند برای تبدیل دی‌اکسید کربن به اکسیژن و متان تطبیق داده شود و وسیله‌ای برای سوخت‌گیری در سطح فراهم کند. این تکنیک‌ها به طور چشمگیری هزینه و پیچیدگی حفظ حضور طولانی‌مدت انسان در سطح ماه را کاهش می‌دهند. در نهایت، این فناوری همچنین می‌تواند برای استخراج اکسیژن از رگولیت مریخ در حمایت از معماری ماموریت "ماه تا مریخ" ناسا تطبیق داده شود.

پروژه CaRD توسط برنامه توسعه تغییر دهنده بازی ناسا تحت مدیریت ماموریت فناوری فضایی تأمین مالی شد. این موفقیت بشریت را یک گام به تحقق آینده‌ای واقعاً پایدار و گسترده در میان ستارگان نزدیک‌تر می‌کند.

خبرگزاری اخباری