Kaip mes kvėpuosime Marse?
NASA būsima misija gali užtrukti apie penkerius metus. Mokslininkai planuoja
Organizacija sukūrė Mars Oxygen ISRU eksperimentą (MOXIE). Sistema bandoma marsaeigyje „Mars Perseverance“, kuris buvo paleistas liepą.
Prietaisas paverčia anglies dioksidu, kuris sudaro96% Raudonosios planetos atmosferos sudaro deguonis. Marse deguonis sudaro tik 0,13% atmosferos, o Žemės atmosferoje - 21%. Tiesą sakant, sistema veikia kaip medžiai – siurbliu traukia Marso orą, tada nuo kiekvienos anglies dioksido (CO2) molekulės atskiria du deguonies atomus.
Vašingtono universiteto ekspertai pasiūlė kitą metodą, papildantį MOXIE. Jų technologija leidžia išgauti deguonį iš Marso druskingų ežerų.
Eksperimentinę techniką pasiūlė profesoriusVijay Ramani. Tai apima visiškai skirtingų išteklių naudojimą. Mes kalbame apie sūrų vandenį iš ežerų, esančių po Marso paviršiumi. Didžioji dalis Marse esančio vandens yra ledas tiek ašigaliuose, tiek planetos vidutinėse platumose.
Pagal Ramani technologiją prietaisas paims vandenį ir padalins jį į vandenilį ir deguonį. Susijęs profesoriaus ir jo kolegų tyrimas buvo paskelbtas žurnale PNAS.
Kūrėjų komanda šiuo metu bando mažą„MOXIE“ versija. Tai padės mokslininkams sužinoti, kaip įvairūs aplinkos veiksniai, įskaitant dulkių audras, vėją ir smėlį bei anglies dioksido temperatūrą, gali paveikti amatą. Viso masto sistema bus šiek tiek didesnė nei namų viryklė. Jo svoris bus apie 1000 kg.
Ar tai įmanoma ir mėnulyje?
Tikriausiai taip, nes, kaip paaiškėjo, mėnulio dirvožemyje yra didžiulis deguonies kiekis. Tyrimai rodo, kad apie 45% dulkių ir akmenų masės sudaro grynas deguonis.
Mokslininkų komanda iš Metalizės ir Glazgo universitetosiūlo perdirbti mėnulio dirvožemį, kurio šalutinis poveikis bus geležies ir kitų metalų milteliai. Pranešama, kad jų pačių deguonies gamyba pagreitins kolonijos sukūrimą Mėnulyje, taip pat labai supaprastins naudingų krovinių pristatymą kolonistams.
Pažymima, kad Mėnulio paviršiaus medžiagabeveik pusę sudaro deguonis. Mokslininkai pirmieji pademonstravo tinkamą jo išskyrimo būdą: pavyko pasiekti beveik 100% elemento išeigą, o likęs produktas buvo metalų lydinys, tai yra ir vertingas išteklius.
Pagamintą deguonį galima maišyti su kitomis dujomis,kad jis būtų kvėpuojantis. Deguonis taip pat gali būti naudojamas kaip kuras, o mėnulis gali būti naudojamas kaip vieta giluminėms kosmoso žvalgybos vietoms. Galų gale gautą geležį lengva pritaikyti statybai. Šie ir daugelis veiksnių domino EKA ekspertus, kurių dėka mokslininkai gaus reikiamą finansavimą ateinantiems 9 mėnesiams.
Naujasis metodas suteikia prieigą prie greitaiir ekonomiška deguonies gamyba, reikalinga gyvybei palaikyti Mėnulyje. Be to, reakcijos metu gautas metalas gali būti naudojamas gamybai vietoje.
Ar galite gauti deguonies kitose planetose?
Straipsnyje, paskelbtame „Nature Astronomy 12“2018 m. Vasaris Mendillo, astronomijos docentas Paulas Withersas ir daktaras Pavelas Dalba siūlo pažvelgti į egzoplanetos jonosferą - ploną viršutinį atmosferos sluoksnį, kuriame gausu dalelių. Raskite joje deguonies jonus - ir rasite gyvybę. Bent jau gyvenimas yra toks, kokiu jį pažįstame.
Per visą žmonijos istorijącivilizacija, mes niekada iki galo nesvarstėme apie visatos tinkamumą gyventi iki paskutinių 15 metų, kai galėjome pamatyti planetas aplink kitas žvaigždes. Ir dabar esame tokioje problemos sprendimo stadijoje, kad reikia sugalvoti, kaip tiksliai aptikti gyvybę už Žemės ribų. Tai bus puiki intelektualinė konkurencija.
Johnas Clarkas, Bostono universiteto astronomijos profesorius, Kosminės fizikos centro direktorius
Jų darbas prasidėjo, kai Mendillo ir Wietersgavo Nacionalinio mokslo fondo (NSF) dotaciją, skirtą palyginti visas Saulės sistemos planetų jonosferas. (Jo yra visose planetose, išskyrus Merkurijų, kuris yra taip arti Saulės, kad jo atmosferos visiškai nėra.)
Tuo pačiu metu komanda taip pat dirbo su misijaNASA MAVEN bando suprasti, kaip molekulės, sudarančios Marso jonosferą, pabėgo iš tos planetos. Nuo pat kosmoso amžiaus pradžios mokslininkai suprato, kad planetų jonosferos yra labai skirtingos, o tyrėjų komanda sutelkė dėmesį į tai, kodėl taip yra ir kodėl Žemės jonosfera taip skyrėsi nuo kitų.
Kol kitos planetos užpildo savąsiasjonosfera su sudėtingomis įkrautomis molekulėmis, atsirandančiomis iš anglies dioksido arba vandenilio, Žemės jonosfera išlaiko savo sudėtį gana paprastą, daugiausia deguonies užpildydama erdvę. Ir šis deguonis yra ypatingas deguonies tipas - pavieniai atomai su teigiamu krūviu.
Dauguma mūsų Saulės sistemos planetųatmosferoje yra šiek tiek deguonies, tačiau Žemėje jo yra daug, apie 21%. Taip yra dėl to, kad tiek daug organizmų yra užsiėmę šviesą, vandenį ir anglies dioksidą paverčiant cukrumi ir deguonimi - tai procesas, vadinamas fotosinteze, ir tai Žemėje vyksta pastaruosius 3,8 milijardo metų.
- Venera
Kaip ir Žemė, Venera turi didelę geležinę šerdį ir uolų silikatinę mantiją, o jos pluta pagal analogiją su mūsų planeta yra bazaltinė.
Tačiau Veneroje nėra deguonies - 96 proc.atmosferą sudaro anglies dioksidas, o sieros rūgštis kelis kartus per dieną lyja paviršiuje. Vargu ar bent vienas mokslui žinomas organizmas tokiomis sąlygomis gyvens ilgiau nei kelias sekundes, o technologijos - daugiau nei kelias valandas.
- Jupiteris
Europa yra šeštasis Jupiterio palydovas ir vienasvienas didžiausių palydovų Saulės sistemoje. Jovijos mėnulis domina mokslininkus, nes tai vienas iš dangaus kūnų, ant kurių gali egzistuoti gyvybė. Europos paviršius padengtas kelių kilometrų storio ledo sluoksniu, po kuriuo yra apie 160 kilometrų gylio skystas vandens vandenynas. Kad vandenyne vystytųsi didelės gyvybės formos, panašios į Žemėje, deguonis turi būti ištirpęs vandenyje. Tačiau šis elementas negali prasiskverbti pro ledo dangą.
Mokslininkai pasiūlė mechanizmą, kuris paaiškinakiek daug O2 gali įstrigti po ledu. Deguonis susidaro Europos paviršiuje, kai didelės energijos dalelių srautas iš kosmoso bombarduoja ledą ir sukuria didelės energijos deguonies formas, kurios gali reaguoti su daugeliu medžiagų.
Mokslininkai pasiūlė, kad deguoniesjunginiai patenka į vandenyną, kai juda ledo pluta, o tai yra dėl Jupiterio potvynio potvynio. Ledo fragmentai, kurių paviršiuje susidaro aktyvus deguonis, eina į gelmes.
- Saturnas
„Dione“ yra ketvirtasis dujų milžino palydovasSaturnas ir kitas dangaus kūnas, kuriame gali būti deguonies. Kosminis zondas „Cassini“ aptiko šių dujų pėdsakus objekto oro gaubte. Tiesa, deguonies buvimas šiuo atveju visiškai nesusijęs su gyvų organizmų buvimu Dione.
Jau praėjusiame amžiuje buvo galima tai nustatytiDionas, kurio skersmuo yra 1123,4 kilometro (tai yra mažesnis už mūsų Mėnulį), susideda iš vandens ledo, kurio vidiniuose sluoksniuose yra daug uolienų.
Tačiau ilgą laiką mokslininkai buvojie yra įsitikinę, kad šis palydovas negali turėti jokios atmosferos - jis yra per mažas, kad gravitacijos pagalba būtų galima laikyti aplink save dujų apvalkalą. Nepaisant to, ne taip seniai ši Dione prigimties idėja buvo paneigta, o duomenis tokiam paneigimui pateikė ir „Cassini“ - bet ne astronomas, o automatinis zondas.
Ar deguonis gali būti gaminamas kosmose?
TKS deguonies atsargas papildovandens elektrolizė (skilimas į vandenilį ir deguonį). Tai TKS atlieka Electron sistema, kuri vienam žmogui per dieną sunaudoja 1 kg vandens. Deguonies atsargos taip pat karts nuo karto pasipildo per krovinio misijas į orbitinę stotį.
Mokslininkai iš „Caltech“ nusprendė juos rastityrinėkite kitą deguonies gamybos metodą. Galų gale jie sugalvojo reaktorių, kuris pašalina „C“ (anglį) iš „CO2“ (anglies dioksido) formulės, palikdamas tik deguonį. Tyrėjai nustatė, kad jei anglies dvideginio molekulės būtų varomos ir atsitrenktų į inertiškus paviršius, pavyzdžiui, aukso foliją, jos galėtų būti padalintos į molekulinį deguonį ir atominę anglį.
Mokslininkai teigia, kad jų reaktorius veikia pagaldalelių greitintuvo principas. Pirmiausia jame esančios CO2 molekulės jonizuojamos, o vėliau pagreitinamos elektromagnetiniu lauku, po to jos susiduria su aukso paviršiumi. Dabartiniu pavidalu augalas turi labai mažą efektyvumą: kiekvienam 100 CO2 molekulių jis gali pagaminti apie vieną ar dvi molekulinio deguonies molekules.
Tačiau mokslininkai pabrėžia, kad jų reaktorius įrodė, kad ši deguonies gamybos koncepcija yra tikrai įmanoma ir ateityje gali būti keičiama.
Ateityje reaktorius gali būti naudojamasdeguonies gamyba astronautams, kurie skris į mėnulį, Marsą ir už jos ribų. Žemėje toks masto įrenginys taip pat gali būti labai naudingas, nes jis gali sumažinti anglies dvideginio koncentraciją atmosferoje ir paversti jas deguonimi, taip padėdamas kovoti su pasauline klimato kaita. Tačiau mokslininkai pažymi, kad jų diegimas dar nėra paruoštas praktiniam etapui.
Atitinkamai, atsakymas į šį klausimą yra teigiamas, tačiau techniniai tyrimai šiuo klausimu dar nebaigti.
Taip pat skaitykite:
Didžiausia magnetinė audra leis pamatyti šiaurės pašvaistę iš Maskvos
Doomsday ledynas pasirodė pavojingesnis, nei manė mokslininkai. Mes pasakome pagrindinį dalyką
Peržiūrėkite išsamiausią milijardų Paukščių Tako žvaigždžių katalogą