Kā mēs elposimies uz Marsa?
NASA nākotnes misijas pabeigšana varētu aizņemt apmēram piecus gadus. Zinātnieki plāno
Organizācija izveidoja eksperimentālu instalāciju Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE). Sistēma tiek testēta uz Mars Perseverance rover, kas tika palaists jūlijā.
Ierīce pārvērš oglekļa dioksīdu, kas veido96% Sarkanās planētas atmosfēras ir skābeklis. Uz Marsa skābeklis veido tikai 0,13% no atmosfēras, bet Zemes atmosfērā ir 21%. Faktiski sistēma darbojas kā koki — ar sūkni ievelk Marsa gaisu, pēc tam no katras oglekļa dioksīda (CO2) molekulas atdala divus skābekļa atomus.
Vašingtonas universitātes eksperti ir ierosinājuši citu metodi, kas papildina MOXIE. To tehnoloģija ļauj iegūt skābekli no Marsa sālsezeriem.
Eksperimentālo tehniku ierosināja profesorsVidžajs Ramani. Tas ietver pilnīgi cita resursa izmantošanu. Mēs runājam par sāļo ūdeni no ezeriem, kas atrodas zem Marsa virsmas. Lielākā daļa ūdens, kas pastāv uz Marsa, ir ledus gan planētas polios, gan vidējos platuma grādos.
Saskaņā ar Ramani tehnoloģiju ierīce uzņems ūdeni un sadalīs to ūdeņradī un skābeklī. Saistīts profesora un viņa kolēģu pētījums tika publicēts žurnālā PNAS.
Izstrādes komanda šobrīd testē mazuMOXIE versija. Tas palīdzēs pētniekiem uzzināt, kā vairāki vides faktori, tostarp putekļu vētras, vēji un smiltis, kā arī oglekļa dioksīda temperatūra, var ietekmēt kuģi. Pilna mēroga sistēma būs nedaudz lielāka par mājas plīti. Tās svars būs aptuveni 1000 kg.
Vai tas ir iespējams arī uz Mēness?
Jādomā, ka jā, jo, kā izrādījās, Mēness augsne satur milzīgu daudzumu skābekļa. Pētījumi liecina, ka aptuveni 45% no putekļu un akmeņu svara ir tīrs skābeklis.
Zinātnieku komanda no Metalīzes un Glāzgovas universitātesierosina pārstrādāt Mēness augsni, kuras blakus efekts būs dzelzs un citi metāla pulveri. Tiek ziņots, ka viņu pašu skābekļa iegūšana paātrinās kolonijas izveidi uz Mēness, kā arī ievērojami vienkāršos kravu piegādi kolonistiem.
Tiek atzīmēts, ka Mēness virsmas materiālsgandrīz puse sastāv no skābekļa. Pētnieki bija pirmie, kas demonstrēja piemērotu metodi tā izolēšanai: viņiem izdevās sasniegt gandrīz 100% elementa iznākumu, un atlikušais produkts bija metālu sakausējums, tas ir, arī vērtīgs resurss.
Izgatavoto skābekli var sajaukt ar citām gāzēm,lai tas būtu elpojošs. Skābekli var izmantot arī kā degvielu, bet Mēnesi - par tramplīnu dziļai kosmosa izpētei. Galu galā iegūto dzelzi ir viegli pielāgot būvniecībai. Šie un daudzi faktori ieinteresēja EKA ekspertus, pateicoties kuriem zinātnieki nākamajiem 9 mēnešiem saņems nepieciešamo finansējumu.
Jaunā metode nodrošina piekļuvi ātriun ekonomiska skābekļa ražošana, kas nepieciešama dzīvības uzturēšanai uz Mēness. Turklāt reakcijas rezultātā iegūto metālu var izmantot ražošanai uz vietas.
Vai skābekli var ražot uz citām planētām?
Rakstā, kas publicēts Nature Astronomy 122018. gada februāris Mendiljo, astronomijas asociētais profesors Pols Viterss un doktors Pāvels Dalba piedāvā apskatīt eksoplanētas jonosfēru - plānu atmosfēras augšējo slāni, kas ir pilns ar daļiņām. Ja tajā atradīsit skābekļa jonus, jūs atradīsit dzīvību. Vismaz dzīve tāda, kādu mēs to pazīstam.
Visā cilvēces vēsturēcivilizācija, mēs nekad līdz pēdējiem 15 gadiem, kad mēs varējām redzēt planētas ap citām zvaigznēm, neapdomājām Visuma apdzīvojamību. Un tagad mēs esam tādā problēmas risināšanas posmā, ka mums ir jārod idejas, kā tieši atklāt dzīvību ārpus Zemes. Šīs būs lieliskas intelektuālās sacensības.
Džons Klārks, Bostonas Universitātes astronomijas profesors, Kosmosa fizikas centra direktors
Viņu darbs sākās, kad Mendillo un Vīterssaņēma stipendiju no Nacionālā zinātnes fonda (NSF), lai salīdzinātu visas planētu jonosfēras Saules sistēmā. (Tas atrodas uz visām planētām, izņemot Merkūriju, kas atrodas tik tuvu Saulei, ka tās atmosfēras nav pilnībā.)
Tajā pašā laikā komanda strādāja arī ar misijuNASA MAVEN cenšas saprast, kā molekulas, kas veidoja Marsa jonosfēru, izkļuva no šīs planētas. Kopš kosmosa laikmeta sākuma zinātnieki ir sapratuši, ka planētu jonosfēras ir ļoti atšķirīgas, un pētnieku komanda pievērsa uzmanību tam, kāpēc tas tā ir un kāpēc Zemes jonosfēra tik ļoti atšķiras no citām.
Kamēr citas planētas piepilda savējāsjonosfēra ar sarežģītām lādētām molekulām, kas rodas no oglekļa dioksīda vai ūdeņraža, Zemes jonosfēra saglabā savu sastāvu diezgan vienkāršu, galvenokārt ar skābekli, kas piepilda telpu. Un šis skābeklis ir īpašs skābekļa veids — atsevišķi atomi ar pozitīvu lādiņu.
Lielākā daļa mūsu Saules sistēmas planētuviņu atmosfērā ir maz skābekļa, bet Zemē tā ir daudz, aptuveni 21%. Tas ir saistīts ar faktu, ka tik daudzi organismi ir aizņemti, pārveidojot gaismu, ūdeni un oglekļa dioksīdu par cukuru un skābekli - procesu, ko sauc par fotosintēzi, un tas uz Zemes notiek pēdējos 3,8 miljardus gadu.
- Venus
Tāpat kā Zemei, arī Venērai ir liels dzelzs kodols un akmeņaina silikāta apvalks, un tās garoza pēc analoģijas ar mūsu planētu ir bazalta.
Tomēr uz Venēras nav skābekļa - 96%atmosfēra sastāv no oglekļa dioksīda, un vairākas reizes dienā uz virsmas līst no sērskābes. Maz ticams, ka vismaz viens zinātnei zināms organisms dzīvos šādos apstākļos vairāk nekā dažas sekundes, bet tehnoloģija - vairāk nekā dažas stundas.
- Jupiters
Eiropa ir sestais Jupitera pavadonis un viensviens no lielākajiem satelītiem Saules sistēmā. Jovijas mēness interesē zinātniekus, jo tas ir viens no debess ķermeņiem, uz kuriem potenciāli varētu pastāvēt dzīvība. Eiropas virsmu klāj vairākus kilometrus biezs ledus slānis, zem kura aptuveni 160 kilometru dziļumā atrodas šķidrs ūdens okeāns. Lai okeānā attīstītos lielas dzīvības formas, kas līdzīgas tām, kas ir uz Zemes, ūdenī ir jāizšķīdina skābeklis. Bet šis elements nevar iekļūt ledus pārsegā.
Zinātnieki ir ierosinājuši mehānismu, kas izskaidrocik liels daudzums O2 var iesprūst zem ledus. Skābeklis veidojas uz Eiropas virsmas, kad lielas enerģijas daļiņu plūsma no kosmosa bombardē ledu, radot augstas enerģijas skābekļa formas, kas var reaģēt ar daudzām vielām.
Zinātnieki ir ierosinājuši, ka skābekli saturošisavienojumi nonāk okeānā, pārvietojoties ledus garozai, kas ir saistīta ar Jupitera plūdmaiņu iedarbību. Ledus fragmenti, uz kuru virsmas veidojas aktīvais skābeklis, nonāk dziļumā.
- Saturns
Dione ir ceturtais gāzes giganta satelītsSaturns un vēl viens debess ķermenis, uz kura potenciāli atrodas skābeklis. Kosmosa zonde Cassini ir atklājusi šīs gāzes pēdas objekta gaisa apvalkā. Tiesa, skābekļa klātbūtne šajā gadījumā nepavisam nav saistīta ar dzīvo organismu klātbūtni Dionē.
To bija iespējams konstatēt jau pagājušajā gadsimtāDionu, kura diametrs ir 1123,4 kilometri (tas ir, tas ir mazāks par mūsu Mēnesi), sastāv no ūdens ledus ar ievērojamu iežu piejaukumu iekšējos slāņos.
Tomēr ilgu laiku zinātnieki ir bijušiir pārliecināti, ka šim satelītam nevar būt nekādas atmosfēras - tas ir pārāk mazs, lai ar gravitācijas palīdzību turētu ap to apvalku. Neskatoties uz to, ne tik sen šī ideja par Diones dabu tika atspēkota, un datus par šādu atspēkojumu sniedza arī "Cassini" - bet ne astronoms, bet automātiska zonde.
Vai kosmosā var ražot skābekli?
ISS skābekļa krājumus papildinaūdens elektrolīze (sadalīšanās ūdeņradī un skābeklī). ISS to dara Electron sistēma, kas patērē 1 kg ūdens uz vienu cilvēku dienā. Skābekļa krājumi ik pa laikam tiek papildināti arī kravas misiju laikā uz orbitālo staciju.
Zinātnieki no Caltech nolēma atrast to ietvarosizpētīt citu skābekļa ražošanas metodi. Galu galā viņi nāca klajā ar reaktoru, kas "C" (ogleklis) noņem no "CO2" (oglekļa dioksīda) formulas, atstājot tikai skābekli. Pētnieki atklāja, ka, ja oglekļa dioksīda molekulas tiktu paātrinātas un ietvertas pret inertu virsmu, piemēram, zelta foliju, tās varētu sadalīt molekulārajā skābeklī un atomu ogleklī.
Zinātnieki saka, ka viņu reaktors darbojas saskaņā ardaļiņu paātrinātāja princips. Pirmkārt, tajā esošās CO2 molekulas tiek jonizētas un pēc tam paātrinātas ar elektromagnētisko lauku, pēc tam tās saduras ar zelta virsmu. Pašreizējā formā iekārtai ir ļoti zema efektivitāte: uz katrām 100 CO2 molekulām tā spēj saražot apmēram vienu vai divas molekulārā skābekļa molekulas.
Tomēr pētnieki vērš uzmanību uz to, ka viņu reaktors ir pierādījis, ka šāda skābekļa ražošanas koncepcija patiešām ir iespējama un nākotnē var kļūt mērogojama.
Nākotnē reaktoru var izmantotskābekļa ražošana astronautiem, kuri lidos uz Mēnesi, Marsu un ārpus tās. Uz Zemes šāda mērogā uzstādīta iekārta varētu būt arī ļoti noderīga, jo tā var samazināt oglekļa dioksīda koncentrāciju atmosfērā un pārvērst to skābeklī, tādējādi palīdzot apkarot globālās klimata pārmaiņas. Tomēr zinātnieki atzīmē, ka to uzstādīšana vēl nav gatava praktiskai fāzei.
Attiecīgi atbilde uz šo jautājumu ir apstiprinoša, taču šī jautājuma tehniskā izpēte vēl nav pabeigta.
Lasīt arī:
Lielākā magnētiskā vētra ļaus jums redzēt ziemeļblāzmu no Maskavas
Doomsday ledājs izrādījās bīstamāks, nekā domāja zinātnieki. Mēs sakām galveno
Apskatiet visplašāko miljardu zvaigžņu katalogu Piena ceļā