ابتكر فريق دولي من الباحثين طريقة تعتمد على البلازما لإنتاج الأكسجين وفصله داخل بيئة المريخ.
تمكن الفريق من تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين وإنتاج الوقود والأسمدة على الكوكب الأحمر باستخدام طريقة تعتمد على البلازما.
إنه نهج تكميلي لتجربة استخدام موارد المريخ (MOXIE) التابعة لوكالة ناسا، وقد توفر معدلات عالية من إنتاج الجزيئات لكل كيلوغرام من الأجهزة المرسلة إلى الفضاء.
يمكن أن يلعب مثل هذا النظام دورًا أساسيًا في تطوير أنظمة دعم الحياة على المريخ.
يمكنها أيضًا إنتاج المواد الأولية والمواد الكيميائية الأساسية اللازمة لمعالجة الوقود ومواد البناء والأسمدة.
في مجلة الفيزياء التطبيقية، من AIP Publishing، قدم الباحثون طريقة لتسخير ومعالجة الموارد المحلية لتوليد المنتجات على المريخ.
نظرًا لأن الغلاف الجوي يتكون أساسًا من ثاني أكسيد الكربون الذي يمكن تقسيمه لإنتاج الأكسجين، وضغطه مناسب لاشتعال البلازما، فإن الظروف الطبيعية على الكوكب الأحمر مثالية تقريبًا لاستخدام الموارد في الموقع بواسطة البلازما.
ضم الفريق علماء من جامعة لشبونة، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وجامعة السوربون، وجامعة أيندهوفن للتكنولوجيا، والمعهد الهولندي لأبحاث الطاقة الأساسية.
أولاً، تحلل جزيئات ثاني أكسيد الكربون لاستخراج الأكسجين.
قال المؤلف فاسكو جويرا، من جامعة لشبونة: “إنه جزيء يصعب للغاية كسره”.
ثانيًا، فصل الأكسجين الناتج عن خليط الغاز الذي يحتوي أيضًا، على سبيل المثال، على ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون.
وأضاف: “نحن ننظر إلى هاتين الخطوتين بطريقة شاملة لحل كلا التحديين في نفس الوقت، وهذا هو المكان الذي يمكن أن تساعد فيه البلازما “.
تحتوي البلازما، وهي الحالة الطبيعية الرابعة للمادة، على جسيمات مشحونة، مثل الإلكترونات والأيونات.
الإلكترونات خفيفة ويمكن تسريعها بسهولة لتصل إلى طاقات عالية جدًا في المجالات الكهربائية.
إقرأ أيضا:
قال جويرا: “عندما تصطدم الإلكترونات الشبيهة بالرصاص بجزيء ثاني أكسيد الكربون، يمكنها تحللها مباشرة أو نقل الطاقة لجعلها تهتز”.
يمكن توجيه هذه الطاقة، إلى حد كبير، في تحلل ثاني أكسيد الكربون.
وأضاف: ” بالتعاون مع زملائنا في فرنسا وهولندا، أثبتنا تجريبيا صحة هذه النظريات.”
“علاوة على ذلك، فإن الحرارة المتولدة في البلازما مفيدة أيضًا في فصل الأكسجين “.
الأكسجين هو المفتاح لخلق بيئة جيدة التهوية، كما أنه نقطة البداية لإنتاج الوقود والأسمدة للزراعة المريخية في المستقبل.
سيكون الإنتاج المحلي للوقود مطلوبًا للبعثات المستقبلية، وكل هذه المواد ضرورية للاستيطان البشري مستقبلا على كوكب المريخ.
من خلال فصل جزيئات ثاني أكسيد الكربون لإنتاج الوقود الأخضر وإعادة تدوير المواد الكيميائية، قد تكون تقنية البلازما مفيدة أيضًا في معالجة تغير المناخ على الأرض.