Πώς θα αναπνέουμε στον Άρη;
Η μελλοντική αποστολή της NASA θα μπορούσε να διαρκέσει περίπου πέντε χρόνια για να ολοκληρωθεί. Οι επιστήμονες σχεδιάζουν
Ο οργανισμός δημιούργησε το Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE). Το σύστημα δοκιμάζεται στο ρόβερ Mars Perseverance, το οποίο εκτοξεύτηκε τον Ιούλιο.
Η συσκευή μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο συνθέτειΤο 96% της ατμόσφαιρας του Κόκκινου Πλανήτη είναι οξυγόνο. Στον Άρη, το οξυγόνο αποτελεί μόνο το 0,13% της ατμόσφαιρας, ενώ η ατμόσφαιρα της Γης περιέχει το 21%. Στην πραγματικότητα, το σύστημα λειτουργεί σαν δέντρα—τραβώντας τον αέρα του Άρη με μια αντλία και στη συνέχεια διαχωρίζοντας δύο άτομα οξυγόνου από κάθε μόριο διοξειδίου του άνθρακα (CO2).
Οι ειδικοί από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον έχουν προτείνει μια άλλη μέθοδο που συμπληρώνει το MOXIE. Η τεχνολογία τους καθιστά δυνατή την εξαγωγή οξυγόνου από αλμυρές λίμνες στον Άρη.
Η πειραματική τεχνική προτάθηκε από τον καθηγητήΒιτζάι Ραμάνι. Περιλαμβάνει τη χρήση ενός εντελώς διαφορετικού πόρου. Μιλάμε για αλμυρό νερό από λίμνες που βρίσκονται κάτω από την επιφάνεια του Άρη. Το μεγαλύτερο μέρος του νερού που υπάρχει στον Άρη είναι πάγος, τόσο στους πόλους όσο και στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη του πλανήτη.
Σύμφωνα με την τεχνολογία της Ramani, η συσκευή θα πάρει νερό και θα το χωρίσει σε υδρογόνο και οξυγόνο. Μια σχετική μελέτη του καθηγητή και των συναδέλφων του δημοσιεύθηκε στο περιοδικό PNAS.
Η ομάδα ανάπτυξης δοκιμάζει επί του παρόντος ένα μικρόέκδοση του MOXIE. Αυτό θα βοηθήσει τους ερευνητές να μάθουν πώς μια σειρά περιβαλλοντικών παραγόντων, όπως καταιγίδες σκόνης, άνεμοι και άμμος και η θερμοκρασία του διοξειδίου του άνθρακα, μπορούν να επηρεάσουν το σκάφος. Ένα σύστημα πλήρους κλίμακας θα είναι ελαφρώς μεγαλύτερο από μια οικιακή κουζίνα. Το βάρος του θα είναι περίπου 1000 κιλά.
Είναι επίσης δυνατό στο φεγγάρι;
Προφανώς ναι, γιατί, όπως αποδείχθηκε, το σεληνιακό έδαφος περιέχει τεράστια ποσότητα οξυγόνου. Έρευνες δείχνουν ότι περίπου το 45% του βάρους της σκόνης και των λίθων είναι καθαρό οξυγόνο.
Μια ομάδα επιστημόνων από το Metalysis και το Πανεπιστήμιο της Γλασκόβηςπροτείνει την ανακύκλωση του σεληνιακού εδάφους, μια παρενέργεια του οποίου θα είναι ο σίδηρος και άλλες μεταλλικές σκόνες. Αναφέρεται ότι η εξαγωγή του δικού τους οξυγόνου θα επιταχύνει τη δημιουργία μιας αποικίας στο φεγγάρι και επίσης θα απλοποιήσει σημαντικά την παράδοση ωφέλιμων φορτίων στους αποίκους.
Σημειώνεται ότι το υλικό της σεληνιακής επιφάνειαςσχεδόν το ήμισυ αποτελείται από οξυγόνο. Οι ερευνητές ήταν οι πρώτοι που επέδειξαν μια κατάλληλη μέθοδο για την απομόνωσή του: κατάφεραν να επιτύχουν απόδοση σχεδόν 100% του στοιχείου και το υπόλοιπο προϊόν ήταν ένα κράμα μετάλλων, δηλαδή επίσης ένας πολύτιμος πόρος.
Το παραγόμενο οξυγόνο μπορεί να αναμιχθεί με άλλα αέρια,για να το αναπνέει. Το οξυγόνο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο, και το φεγγάρι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως στάδιο στάσης για βαθιά εξερεύνηση του διαστήματος. Σε τελική ανάλυση, το προκύπτον σίδερο προσαρμόζεται εύκολα στην κατασκευή. Αυτοί και πολλοί παράγοντες έχουν ενδιαφέρει τους ειδικούς του ESA, χάρη στους οποίους οι επιστήμονες θα λάβουν την απαραίτητη χρηματοδότηση για τους επόμενους 9 μήνες.
Η νέα μέθοδος παρέχει πρόσβαση στο γρήγοροκαι οικονομική παραγωγή οξυγόνου απαραίτητη για τη διατήρηση της ζωής στη Σελήνη. Επιπλέον, το μέταλλο που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επιτόπια παραγωγή.
Μπορείτε να πάρετε οξυγόνο σε άλλους πλανήτες;
Σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε στο Nature Astronomy 12Φεβρουάριος 2018 Ο Mendillo, Αναπληρωτής Καθηγητής Αστρονομίας Paul Withers και PhD Pavel Dalba προσφέρουν μια ματιά στην ιονόσφαιρα του εξωπλανήτη - ένα λεπτό ανώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας που είναι γεμάτο σωματίδια. Βρείτε ιόντα οξυγόνου σε αυτό - και βρίσκετε ζωή. Τουλάχιστον η ζωή είναι στη μορφή με την οποία το γνωρίζουμε.
Σε όλη την ανθρώπινη ιστορίαστον πολιτισμό, ποτέ δεν φτάσαμε στο κάτω μέρος της εξέτασης της κατοικιμότητας του σύμπαντος μέχρι τα τελευταία 15 χρόνια, όταν μπορέσαμε να δούμε πλανήτες γύρω από άλλα αστέρια. Και τώρα βρισκόμαστε σε ένα τέτοιο στάδιο στην επίλυση του προβλήματος που πρέπει να βρούμε ιδέες για το πώς ακριβώς να ανιχνεύσουμε τη ζωή έξω από τη Γη. Αυτός θα είναι ένας μεγάλος πνευματικός διαγωνισμός.
John Clark, καθηγητής αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης, διευθυντής του Κέντρου Διαστημικής Φυσικής
Η δουλειά τους ξεκίνησε όταν ο Mendillo και ο Wietersέλαβε επιχορήγηση από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF) για να συγκρίνει όλες τις πλανητικές ιονόσφαιρες στο ηλιακό σύστημα. (Είναι παρόν σε όλους τους πλανήτες εκτός από τον Ερμή, ο οποίος είναι τόσο κοντά στον Ήλιο που η ατμόσφαιρά του απουσιάζει εντελώς.)
Ταυτόχρονα, η ομάδα συνεργάστηκε και με την αποστολήΗ NASA MAVEN προσπαθεί να καταλάβει πώς τα μόρια που αποτελούσαν την ιονόσφαιρα του Άρη διέφυγαν από αυτόν τον πλανήτη. Από την αρχή της διαστημικής εποχής, οι επιστήμονες έχουν καταλάβει ότι οι πλανητικές ιονόσφαιρες είναι πολύ διαφορετικές και μια ομάδα ερευνητών εστίασε την προσοχή της στο γιατί ήταν έτσι και γιατί η ιονόσφαιρα της Γης ήταν τόσο διαφορετική από άλλες.
Ενώ άλλοι πλανήτες γεμίζουν τους δικούς τουςιονόσφαιρα με πολύπλοκα φορτισμένα μόρια που προέρχονται από διοξείδιο του άνθρακα ή υδρογόνο, η ιονόσφαιρα της Γης διατηρεί τη σύνθεσή της αρκετά απλή, κυρίως με οξυγόνο που γεμίζει το χώρο. Και αυτό το οξυγόνο είναι ένας ειδικός τύπος οξυγόνου—μεμονωμένα άτομα με θετικό φορτίο.
Οι περισσότεροι από τους πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημαέχουν λίγο οξυγόνο στην ατμόσφαιρα τους, αλλά η Γη έχει πολλά, περίπου 21%. Αυτό συμβαίνει επειδή τόσοι πολλοί οργανισμοί ασχολούνται με τη μετατροπή του φωτός, του νερού και του διοξειδίου του άνθρακα σε ζάχαρη και οξυγόνο - μια διαδικασία που ονομάζεται φωτοσύνθεση, και έχει συμβεί στη Γη τα τελευταία 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια.
- Αφροδίτη
Όπως και η Γη, η Αφροδίτη έχει έναν μεγάλο σιδερένιο πυρήνα και έναν βραχώδη πυριτικό μανδύα, και ο φλοιός του, κατ 'αναλογία με τον πλανήτη μας, είναι βασαλτικός.
Ωστόσο, δεν υπάρχει οξυγόνο στην Αφροδίτη - 96%η ατμόσφαιρα αποτελείται από διοξείδιο του άνθρακα και θειικό οξύ βρέχει στην επιφάνεια αρκετές φορές την ημέρα. Είναι απίθανο τουλάχιστον ένας οργανισμός που είναι γνωστός στην επιστήμη να ζήσει σε τέτοιες συνθήκες για περισσότερο από λίγα δευτερόλεπτα και τεχνολογία - περισσότερο από μερικές ώρες.
- Ζεύς
Η Ευρώπη είναι ο έκτος δορυφόρος του Δία και έναςένας από τους μεγαλύτερους δορυφόρους στο ηλιακό σύστημα. Το φεγγάρι του Jovian ενδιαφέρει τους επιστήμονες επειδή είναι ένα από τα ουράνια σώματα στα οποία θα μπορούσε ενδεχομένως να υπάρχει ζωή. Η επιφάνεια της Ευρώπης είναι καλυμμένη με ένα στρώμα πάγου πάχους πολλών χιλιομέτρων, κάτω από το οποίο υπάρχει ένας ωκεανός σε υγρό νερό βάθους περίπου 160 χιλιομέτρων. Προκειμένου να αναπτυχθούν στον ωκεανό μεγάλες μορφές ζωής, παρόμοιες με αυτές της Γης, το οξυγόνο πρέπει να διαλυθεί στο νερό. Αλλά αυτό το στοιχείο δεν μπορεί να διαπεράσει το κάλυμμα πάγου.
Οι επιστήμονες έχουν προτείνει έναν μηχανισμό που εξηγείπόσο μεγάλες ποσότητες O2 μπορούν να παγιδευτούν κάτω από τον πάγο. Το οξυγόνο σχηματίζεται στην επιφάνεια της Ευρώπης όταν ένα ρεύμα σωματιδίων υψηλής ενέργειας από το διάστημα βομβαρδίζει τον πάγο, δημιουργώντας μορφές οξυγόνου υψηλής ενέργειας που μπορούν να αντιδράσουν με πολλές ουσίες.
Οι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι περιέχει οξυγόνοενώσεις εισέρχονται στον ωκεανό όταν κινείται η κρούστα του πάγου, η οποία συμβαίνει λόγω της παλιρροιακής επίδρασης του Δία. Θραύσματα πάγου, στην επιφάνεια του οποίου σχηματίζεται ενεργό οξυγόνο, πηγαίνουν στα βάθη.
- Κρόνος
Η Dione είναι ο τέταρτος δορυφόρος του γίγαντα φυσικού αερίουΟ Κρόνος και ένα άλλο ουράνιο σώμα που ενδεχομένως περιέχει οξυγόνο. Ο διαστημικός ανιχνευτής Cassini εντόπισε ίχνη αυτού του αερίου στο φάκελο αέρα του αντικειμένου. Είναι αλήθεια ότι η παρουσία οξυγόνου σε αυτήν την περίπτωση δεν συνδέεται καθόλου με την παρουσία ζωντανών οργανισμών στο Dione.
Ήδη τον περασμένο αιώνα ήταν δυνατό να διαπιστωθεί αυτόΗ Διόνη, η οποία έχει διάμετρο 1.123,4 χιλιόμετρα (δηλαδή είναι μικρότερη από τη Σελήνη μας), αποτελείται από πάγο νερού με σημαντική ανάμειξη πετρωμάτων στα εσωτερικά στρώματα.
Ωστόσο, για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι επιστήμονες ήτανείναι πεπεισμένοι ότι αυτός ο δορυφόρος δεν μπορεί να έχει καμία ατμόσφαιρα - είναι πολύ μικρό για να κρατήσει το κέλυφος αερίου γύρω από αυτό μέσω της βαρύτητας. Παρ 'όλα αυτά, όχι πολύ καιρό πριν, αυτή η ιδέα της φύσης της Dione διαψεύστηκε και τα δεδομένα για μια τέτοια διαφωνία παρέχονται επίσης από τον "Cassini" - αλλά όχι από έναν αστρονόμο, αλλά από έναν αυτόματο έλεγχο.
Μπορεί να παραχθεί οξυγόνο στο διάστημα;
Στον ISS, τα αποθέματα οξυγόνου αναπληρώνονται απόηλεκτρόλυση νερού (αποσύνθεση σε υδρογόνο και οξυγόνο). Αυτό γίνεται στον ISS από το σύστημα Electron, το οποίο καταναλώνει 1 κιλό νερό ανά άτομο την ημέρα. Οι προμήθειες οξυγόνου αναπληρώνονται επίσης κατά διαστήματα κατά τη διάρκεια αποστολών φορτίου στον τροχιακό σταθμό.
Επιστήμονες από το Caltech αποφάσισαν να βρουν μέσα τουςέρευνα μιας διαφορετικής μεθόδου παραγωγής οξυγόνου. Τελικά, βρήκαν έναν αντιδραστήρα που αφαιρεί το "C" (άνθρακας) από τον τύπο "CO2" (διοξείδιο του άνθρακα), αφήνοντας μόνο οξυγόνο. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι εάν τα μόρια διοξειδίου του άνθρακα προωθήθηκαν και χτυπηθούν σε αδρανείς επιφάνειες όπως το φύλλο χρυσού, θα μπορούσαν να χωριστούν σε μοριακό οξυγόνο και ατομικό άνθρακα.
Οι επιστήμονες λένε ότι ο αντιδραστήρας τους λειτουργεί σύμφωνα μεαρχή του επιταχυντή σωματιδίων. Αρχικά, τα μόρια CO2 σε αυτό ιονίζονται και στη συνέχεια επιταχύνονται από ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, μετά από το οποίο συγκρούονται με την επιφάνεια του χρυσού. Στην τρέχουσα μορφή του, το φυτό έχει πολύ χαμηλή απόδοση: για κάθε 100 μόρια CO2 είναι ικανό να παράγει περίπου ένα ή δύο μόρια μοριακού οξυγόνου.
Ωστόσο, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι ο αντιδραστήρας τους έχει αποδείξει ότι αυτή η ιδέα παραγωγής οξυγόνου είναι πράγματι δυνατή και μπορεί να γίνει επεκτάσιμη στο μέλλον.
Στο μέλλον, ο αντιδραστήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί γιαπαραγωγή οξυγόνου για αστροναύτες που θα πετάξουν στο φεγγάρι, στον Άρη και πέρα. Στη Γη, μια τέτοια εγκατάσταση με βάση την κλίμακα θα μπορούσε επίσης να είναι πολύ χρήσιμη, επειδή μπορεί να μειώσει τη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και να τα μετατρέψει σε οξυγόνο, βοηθώντας έτσι στην καταπολέμηση της παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής. Ωστόσο, οι επιστήμονες σημειώνουν ότι η εγκατάσταση τους δεν είναι ακόμη έτοιμη για την πρακτική φάση.
Ως εκ τούτου, η απάντηση σε αυτήν την ερώτηση είναι ναι, αλλά η τεχνική έρευνα για αυτό το θέμα δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί.
Διαβάστε επίσης:
Η μεγαλύτερη μαγνητική καταιγίδα θα σας επιτρέψει να δείτε το βόρειο σέλας από τη Μόσχα
Ο παγετώνας Doomsday αποδείχθηκε πιο επικίνδυνος από ό, τι πίστευαν οι επιστήμονες. Λέμε το κύριο πράγμα
Δείτε τον πιο ολοκληρωμένο κατάλογο δισεκατομμυρίων αστεριών στον Γαλαξία μας